JP2002018768A - 搬送ロボット用支持部材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 軽量で、剛性が高く、撓み量が少なく、しか
も、温度変化に起因する撓み量も少なく、信頼性の高い
搬送ロボット用支持部材を提供する。 【解決手段】 搬送ロボット用支持部材１は、繊維強化
プラスチックにて作製された筐体構造成形体を有する。
筐体構造成形体は、繊維強化プラスチックにて作製され
た扁平リング状成形体２を有し、扁平リング状成形体２
の両側面開口部は、平板５にて閉鎖される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば液晶ディス
プレイ用ガラス基板などの被加工物を搬送する搬送ロボ
ットのハンド或はアームを作製するための支持部材に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば液晶ディスプレイ用ガラス
基板の製造において使用される搬送ロボットのハンド或
いはアームは、主として、ステンレススチール、アルミ
ニウムなどの金属で作製されていた。

【０００３】近年、各種電気、電子機器の発展と共にデ
ィスプレイ装置の大型化、低コスト化が求められ、その
結果、製造時により大きなガラス基板を取り扱うことが
要求されている。そのため、必然的に搬送ロボットのス
トロークの長尺化が必要となっている。このストローク
の長尺化の要求を満足するべく、ハンド材の軽量化、高
剛性化が求められている。

【０００４】更には、ガラス基板の大型化に伴いストロ
ークのみならず幅方向の長尺化も同時に求められ、ハン
ドのみならず、ハンドを取付けるアームについてもより
軽量化、高剛性化が求められる。

【０００５】つまり、アームをステンレススチールカラ
ム材で作製した場合には、重量が大となり、そのため、
ストロークの長尺化に対応してハンドのみならずアーム
も長くなった場合には、アームが長くなるにつれて自重
による撓みが増加する。

【０００６】又、重量が大きくなると、慣性モーメント
が大となり、搬送ロボットの運動の開始、停止に時間が
かかり、ロボットの動作速度が遅く、位置決め精度が低
下することとなる。

【０００７】更に、ロボットの動作に必要な駆動装置も
大型化せざるを得ず、必然的に設備全体の大型化、重量
増をもたらす。

【０００８】そこで、軽量化対策として、ハンド或はア
ームとしてアルミニウムなどの軽金属が用いられてい
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、アルミ
ニウムは鉄と比較して曲げ弾性率及び捩じり弾性率が低
く、鉄と同等の撓み量を得るには、材料の厚みを増さね
ばならず、重量軽減の効果が少ない。

【００１０】従って、最近では、コア材にアルミニウム
を使用し、コア材の上下面に炭素繊維強化プラスチック
を貼り合わせた構成とし、剛性の向上及び撓み量の低減
が図られている。

【００１１】しかしながら、炭素繊維強化プラスチック
は、熱膨張係数が金属と比べて小さいため、炭素繊維強
化プラスチックとアルミニウムのような異質の材料とを
貼り合わせるサンドイッチ構造体の場合、製作時と使用
時の微小な温度差、使用時の温度変化による撓みが発生
するという問題がある。

【００１２】従って、本発明の目的は、搬送用ロボット
のハンド或はアームを作製するための、軽量で、剛性が
高く、撓み量が少なく、しかも、温度変化に起因する撓
み量も少なく、信頼性の高い搬送ロボット用支持部材を
提供することである。

【００１３】本発明の他の目的は、搬送物積載時のアー
ムの曲がり及び捩じりに起因するハンド先端の垂れ下が
り量が小さく、組立及び操業時の調整作業が簡単な、特
に搬送用ロボットのアームを作製するカラム材として好
適な搬送ロボット用支持部材を提供することである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
搬送ロボット用支持部材にて達成される。要約すれば、
本発明は、繊維強化プラスチックにて作製された筐体構
造成形体を有することを特徴とする搬送ロボット用支持
部材である。

【００１５】本発明の一実施態様によれば、前記筐体構
造成形体は、繊維強化プラスチックにて作製された扁平
リング状成形体を有し、前記扁平リング状成形体の両側
面開口部は、平板にて閉鎖される。

【００１６】本発明の他の実施態様によれば、前記筐体
構造成形体は、繊維強化プラスチックにて作製された扁
平リング状成形体を有し、前記扁平リング状成形体の上
下両面開口部は、繊維強化プラスチックにて作製された
平板にて閉鎖される。

【００１７】本発明の他の実施態様によれば、前記筐体
構造成形体は、繊維強化プラスチックにて作製された細
長形状とされる異形断面材を有する。ここで、前記異形
断面材は、天井部と、天井部より下方へと平行に延在し
ている梁部と、前記梁部に一端が接続され、前記天井部
と平行に外方へと延在したフランジ部とを有することが
できる。

【００１８】本発明の他の実施態様によれば、前記異形
断面材の下面には、繊維強化プラスチックにて作製され
た平板が前記フランジ部を介して固定される。

【００１９】本発明の他の実施態様によれば、前記異形
断面材の下面には、繊維強化プラスチックにて作製され
た、凹形溝及びこの溝の両側に配置されたフランジ部を
備えた細長形状の凹形部材が配置され、その両側のフラ
ンジ部を前記異形断面材のフランジ部の下面に当接して
固定される。

【００２０】本発明の他の実施態様によれば、前記異形
断面材の下面には、同じ形状構造の他の前記異形断面材
が対称配置され、両異形断面材のフランジ部を互いに当
接して固定される。

【００２１】本発明の他の実施態様によれば、前記筐体
構造成形体は、繊維強化プラスチックにて作製された細
長管状体とされる。

【００２２】本発明の他の実施態様によれば、前記筐体
構造成形体は、その断面形状が長手方向に沿って次第に
小さくなるように形成することができる。

【００２３】本発明によれば、前記筐体構造成形体の捩
じり弾性率は、２７ＧＰａ以上とされる。

【００２４】本発明によれば、前記繊維強化プラスチッ
クは、強化繊維が、炭素繊維、ガラス繊維、又は、アラ
ミド、ナイロン、ポリエステル、ＰＢＯ（ポリパラフェ
ニレンベンズビスオキサゾール）などの有機繊維を一
種、又は、複数種混入して使用することができ、又、強
化繊維に含浸されるマトリクス樹脂が、エポキシ樹脂、
フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエス
テル樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化
性樹脂、或いは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
アミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテ
レフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテ
ルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフ
ェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂とされる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る搬送ロボット
用支持部材を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２６】図１０に、液晶基板をカセット位置と各種
処理作業位置との間で搬送する自動搬送装置、即ち、搬
送ロボット１００の概略構成を示す。

【００２７】図示される搬送ロボット１００は、２アー
ム方式の搬送ロボットであり、第１のアーム機構１０１
と第２のアーム機構１０２とを有する。

【００２８】第１アーム機構１０１にて、第１アーム１
１は、第１支点１２の周りに回転自在に水平旋回台１０
３に支持されており、第１アーム１１には第２アーム１
３が第２支点１４の周りに回転自在に支持されている。
更に、第２アーム１３には、第３支点１５の周りに回転
自在に第３アーム１６が支持されている。この第３アー
ム１６には端部連結固定材１７により第３アーム１６か
ら所定距離だけ離間して第４アーム１８が取付けられ、
この第４アーム１８に互いに平行に配置された第１及び
第２ハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）が固定されている。

【００２９】第２アーム機構１０２では、第１アーム２
１が、第１支点２２の周りに回転自在に水平旋回台１０
３に支持されており、第１アーム２１には第２アーム２
３が第２支点２４の周りに回転自在に支持されている。
更に、第２アーム２３には、第３支点２５の周りに回転
自在に第３アーム２６が支持されており、この第３アー
ム２６に搬送用ハンド、即ち、互いに平行に配置された
第１及び第２ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）が固定され
ている。

【００３０】上記構成の搬送ロボット１００の構成及び
機能は、当業者には周知であるのでこれ以上の説明は省
略する。

【００３１】上記搬送ロボット１００のハンド１９（１
９Ａ、１９Ｂ）及び２７（２７Ａ、２７Ｂ）、更には、
第１アーム機構１０１の第１、第２、第３、第４アーム
１１、１３、１６、１８、及び、第２アーム機構１０２
の第１、第２、第３アーム２１、２３、２６を形成する
支持部材は、高曲げ剛性、高捩れ剛性、軽量性が求めら
れる。従って、本発明者らは、ハンド及びアームは、筐
体構造を有することが構造力学的に優れていると考え
た。

【００３２】しかしながら、一体成形による完全な閉空
間を有する筐体構造体では、特に、アーム用のカラム材
としては、搬送ロボット１００の組み付け工程で空気配
管、電気配線などの作業が極めて煩雑となることが分か
った。又、設備の保全の観点から、閉空間内の空気配
管、電気配線などを定期的に点検、補修する必要があ
る。

【００３３】従って、本発明では、ハンド或はアームと
して好適に使用することのできる、軽量、高曲げ剛性、
高捩れ剛性を有し、撓みが小さく、作業性、補修性に優
れた搬送ロボット用支持部材を提供する。

【００３４】実施例１ 図１に、搬送ロボットのハンド或はアームを形成するた
めの、特に、限定されるものではないが、アームとして
好適に使用し得る本発明に係る支持部材１の一実施例を
示す。本実施例によると、支持部材１は、扁平リング状
成形体２を有する。扁平リング状成形体２は、一定の厚
み（Ｔ）を有し、平面で見た形状が細長の長円形とされ
る。即ち、扁平リング状成形体１は、所定の間隔（Ｇ）
を持って配置された互いに平行な側面部３と、平行な両
側面部３の両端を連結する半径Ｒとされる湾曲した連結
部４とにて形成される。

【００３５】扁平リング状成形体２の具体的寸法の一例
を挙げれば、例えば、厚み（Ｔ）が２．５ｍｍ、幅
（Ｗ）が１００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、長さ
（Ｌ）が８００ｍｍ、連結部半径（Ｒ）が５０ｍｍとさ
れる。

【００３６】上記扁平リング状成形体２の上下面開口部
には、繊維強化プラスチックとされる平板５が適当な接
着剤樹脂を用いて、或いは、螺子止めにて固着される。
平板５の板厚は、扁平リング状成形体２と同じ板厚とす
ることができる。

【００３７】本実施例の場合、上下面に配置された平板
５の、図２にて右側端部には、端部連結固定材１７（図
１０）のための取付穴６が形成される。

【００３８】上述のように、本発明に係る支持部材１
は、繊維強化プラスチックにて形成された扁平リング状
成形体２を備え、実質的に繊維強化プラスチックからな
る筐体構造とされ、軽量で、高曲げ剛性、高捩れ剛性を
有し、そして、温度変化に伴う撓みの発生を有効に抑制
できる。

【００３９】扁平リング状成形体２を構成する強化繊維
としては、炭素繊維、ガラス繊維、又は、アラミド、ナ
イロン、ポリエステル、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベ
ンズビスオキサゾール）などの有機繊維を一種、又は、
複数種混入して使用することができる。好ましくは、高
弾性率、高熱伝導率、低熱膨張率である炭素繊維が好ま
しい。

【００４０】本発明で用いる炭素繊維は、ＰＡＮ系或い
はピッチ系のいずれでも良く、撓みを低減する観点か
ら、引張弾性率が通常、２３０ＧＰａ以上、望ましく
は、５００〜１０００ＧＰａである。引張弾性率が２３
０ＧＰａに満たないと、十分な曲げ剛性及び捩じり剛性
が得られず、撓みを低減する効果が少ない。

【００４１】炭素繊維の繊維径は、通常、３〜３０μ
ｍ、好ましくは５〜１５μｍである。炭素繊維は、長繊
維であることが必要である。

【００４２】本発明の支持部材１は、種々の方法で製造
し得るが、炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレグを
用いてハンドレイアップにより作製することができる。
この場合に、プリプレグは、プリプレグの炭素繊維が支
持部材１の長手方向に対して平行となるようにして積層
するのが好ましい。

【００４３】別法として、引抜成形方法を用い長手方向
に炭素繊維を引き揃え、成形する方法も可能である。更
には、詳しくは実施例２として後述するが、フィラメン
トワインディング法にて作製することも可能である。

【００４４】上記いずれの方法により作製したとして
も、長手方向の強度のみならず、軸方向の捩れ強度を高
く保つことが重要である。その観点から、支持部材１の
長手方向に対して±４５°方向に一部の層を配向させる
ことが望ましい。

【００４５】又、支持部材１の最外層には、切削、穴あ
け加工時のバリ、割れなどが発生するのを抑制する目的
で、炭素繊維織物（クロス）を使用したプリプレグを配
置することが望ましい。

【００４６】図１に示すような、スカラ型搬送ロボット
１００に搭載する支持部材１を構成する場合には、強化
繊維に含浸されるマトリクス樹脂としては、エポキシ樹
脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニル
エステル樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの熱
硬化性樹脂、或いは、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレ
ンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエ
ーテルケトン、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポ
リフェニレンサルファイドなどの熱可塑性樹脂が挙げら
れる。とりわけ、熱可塑性樹脂が特に好ましく、成形性
及び各種物性発現の点でエポキシ樹脂が用いられる。

【００４７】これらの樹脂には、難燃剤、カップリング
剤、導電性付与剤、無機フィラーなどを配合しても良
い。

【００４８】本実施例のように、スカラ型搬送ロボット
用のハンド或はアームを形成するための支持部材１の場
合には、樹脂と炭素繊維との割合は、樹脂が２０〜７０
重量％、好ましくは３０〜５０重量％とされる。樹脂の
割合が２０重量％より少ないと、炭素繊維を十分含浸す
ることができず、成形体内部にボイドなどの欠陥が発生
し、その結果、強度が低下することがある。一方、７０
重量％より多いと、硬化発熱の発生量が多く、成形体内
部にクラックが発生し、同じく、強度が低下することが
ある。

【００４９】実施例２ 実施例１で説明した支持部材１の筐体構造体を形成する
扁平リング状成形体２は、フィラメントワインディング
により極めて好適に作製することができる。

【００５０】先ず、樹脂を含浸させた炭素繊維束を、細
長長円形とされる所望形状の芯金に所定の厚みまで巻き
付ける。このとき、成形品に求められる長手方向の曲げ
弾性率、幅方向の捩じり弾性率を発現するのに必要な量
の繊維を配向させながら巻き付ける。

【００５１】芯金に巻き付ける際に使用した含浸樹脂が
熱硬化性樹脂である場合は、芯金ごと加熱し、樹脂を硬
化させ、冷却後、芯金から成形品を取り外す。斯かる方
法により、管状の成形体を短時間で成形することができ
る。

【００５２】フィラメントワインディングによる扁平リ
ング状成形体２を製造する際、必要な幅のものを成形し
ても良いが、より効率良く成形するために、大型の芯金
で予め巻き付け成形したものから、切り出し、扁平リン
グ状成形体２として用いることも可能である。

【００５３】含浸する樹脂が熱可塑性の場合、加熱、押
圧しながら樹脂含浸を施した炭素繊維束を芯金に巻き付
け、その後、成形品が冷却された時に芯金から取り外
す。

【００５４】支持部材１にて、上記扁平リング状成形体
２の開口部に適合される平板状成形体５は、引き揃えた
炭素繊維に予め未硬化の熱硬化性樹脂を含浸させて、一
方、樹脂として熱可塑性樹脂を用いた場合は、引き揃え
た炭素繊維に溶融状態の樹脂を含浸させて、プリプレグ
を作製し、複数枚のプリプレグを炭素繊維が所定の配向
となるように積層した後、加熱硬化或いは加熱成形す
る。

【００５５】このようにして得られた扁平リング状成形
体２と平板状成形体５とは所定の形状に切削し、ビス穴
加工を施し、組み合わせ、筐体構造体とされる支持部材
１を形成する。

【００５６】斯かる構造とされる支持部材１は、曲げ弾
性率が１３０ＧＰａ以上、好ましくは１５０〜３００Ｇ
Ｐａとされる。曲げ弾性率が１３０ＧＰａより小さい
と、搬送用ロボットのハンドの長さが長いときには撓み
が大きくなりすぎ、搬送時の位置制御が困難となる。支
持部材１の捩じり弾性率（捩れ剛性）は２７ＧＰａ以
上、好ましくは３０〜６０ＧＰａである。捩じり弾性率
が２７ＧＰａより小さいと、この支持部材１を用いて作
製されたアームに固着されたハンドにガラス基板が積載
された際、片持ちによる捩れ変形が起こり、同じく、搬
送時の位置制御が困難となる。

【００５７】実施例３ 図２に本発明に係る支持部材１の他の実施例を示す。本
実施例によると、支持部材１は、扁平リング状成形体２
を有する。扁平リング状成形体２は、一定の厚み（Ｔ）
を有し、正面から見た形状が細長の長円形とされる。即
ち、扁平リング状成形体２は、上下に所定の間隔（Ｇ）
をもって配置された互いに平行な水平面部３と、平行な
両水平面部３の両端を連結する半径Ｒとされる湾曲した
連結部４とにて形成される。

【００５８】扁平リング状成形体２の具体的寸法の一例
を挙げれば、例えば、厚み（Ｔ）が２．５ｍｍ、幅
（Ｗ）が１００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、長さ
（Ｌ）が８００ｍｍ、連結部半径（Ｒ）が１５ｍｍとさ
れる。

【００５９】上記扁平リング状成形体２の両側面開口部
には、両側面と同形状とされる平板５が適当な接着剤樹
脂或いは螺子止めにて固着される。平板５は、繊維強化
プラスチック板とされ、板厚は、扁平リング状成形体２
と同じ板厚、例えば２．５ｍｍとすることができる。

【００６０】又、本実施例では、扁平リング状成形体２
の、図２にて右側端部下面側に、端部固定座部１７Ａが
形成される。この座部１７Ａは、所要の形状に形成され
たアルミニウム、或いは、繊維強化プラスチックを使用
することができる。

【００６１】本実施例の扁平リング状成形体２もまた、
実施例１で説明した材料及び製造方法により、又、実施
例２で説明したと同様の製造方法にて製造することがで
きる。

【００６２】実施例４ 図３に本発明に係る支持部材１の他の実施例を示す。本
実施例によると、支持部材１は、横断面形状がが異形と
される細長異形断面材３０と、平板３１とにて筐体構造
成形体とされる。平板３１は、用途に応じて省略するこ
とができる。

【００６３】つまり、細長異形断面材３０は、図４をも
参照するとよりよく理解されるように、天井部３２と、
天井部３２より下方へと平行に延在している梁部３３
と、梁部３３に一端が接続され、天井部３２と平行に外
方へと延在したフランジ部３４とを有する。天井部３
２、梁部３３及びフランジ部３４は、一定の厚み（Ｔ）
を有している。梁部３３は、必ずしも左右対称に配置さ
れる必要はない。

【００６４】細長異形断面材３０の具体的寸法の一例を
挙げれば、例えば、厚み（Ｔ）が２．５ｍｍ、天井部３
２の幅（Ｗ）が１００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、両
梁部３３の間隔（Ｗ１）が８０ｍｍとされ、通常、左右
対称構造とされるが、これに限定されるものではない。
本実施例では、図４にて、右側のフランジ部３４の幅
（Ｗ２）が１０ｍｍ、左側のフランジ部３４の幅（Ｗ
３）が１０ｍｍとされる。又、細長異形断面材１の長さ
（Ｌ）は、８００ｍｍである。

【００６５】上記細長異形断面材３０の下面には、フラ
ンジ部３４を利用して平板３１が適当な接着剤樹脂或い
は螺子止めにて固着される。平板３１は、繊維強化プラ
スチック板とされ、板厚（Ｔ１）は、扁平リング状成形
体３０と同じ板厚、例えば２．５ｍｍとすることができ
る。

【００６６】上記構成の支持部材１は、支持部材１の中
央部及び両側部に空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３が形成された
筐体構造成形体とされ、軽量で、高曲げ剛性、高捩れ剛
性を有し、そして、温度変化に伴う撓みの発生を有効に
抑制できる。又、この空間部Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３を利用し
て、配管、配線などを行うことができ、極めて好便であ
る。

【００６７】本実施例の細長異形断面材３０もまた、実
施例１で説明した材料を使用し、プリプレグを積層す
る、所謂、ハンドレイアップ法により製造することがで
きる。

【００６８】上記実施例では、細長異形断面材３０は、
細長異形断面材３０の下面にフランジ部３４を利用して
平板３１が固着されるものとして説明したが、図５に示
すように、凹形溝４１及びこの溝４１の両側に配置され
たフランジ部４２を備えた細長形状の凹形部材４０とす
ることもできる。この場合には、両側のフランジ部４２
を細長異形断面材フランジ部３４の下面に接着或いは螺
子止めにより固定される。この実施例においては、中央
部により大きな空間Ｓ１を有することにより、より大き
な、高曲げ剛性、高捩れ剛性を発揮することができる。

【００６９】更に、図６に示すように、本発明の支持部
材１は、上記細長異形断面材３０を、対称配置して、そ
れぞれの細長異形断面材３０のフランジ部３４を利用し
て互いに接着或いは螺子止めにより固定して形成するこ
ともできる。この場合には、更に、大きな、高曲げ剛
性、高捩れ剛性を発揮することができる。又、支持部材
１の中央部に空間部Ｓ１を有し、更に、側部には４つに
区分された空間部Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５が形成される
ので、配管、配線などを都合よく行うことができる、と
いった利点がある。

【００７０】細長異形断面材３０は、図７に示すよう
に、その断面形状が長手方向に沿って次第に小さくなる
ように形成することができる。つまり、この場合には、
一端における天井部３２の幅（Ｗ）及び両梁部３３の間
隔（Ｗ１）は、他端ではそれぞれ幅Ｗ’、Ｗ１’となる
ように縮小される。このような変化は、図示するように
連続的な変化とすることもできるが、図示してはいない
が段状に変化する構成とすることも可能である。勿論、
平板３１も細長異形断面材３０に合わせて変化させるの
が好ましい。

【００７１】同様に、実施例１〜３にて説明した図１、
図２に示す筐体構造体においても、扁平リング状成型体
２の断面形状を長手方向に沿って次第に小さくなるよう
に形成することができる。

【００７２】実施例５ 図８に本発明に係る支持部材１の他の実施例を示す。本
実施例によると、支持部材１は、矩形断面をした細長管
状体５０にて構成される。細長管状体５０は、一定の厚
み（Ｔ）を有する。

【００７３】細長管状体５０の具体的寸法の一例を挙げ
れば、例えば、厚み（Ｔ）が２．５ｍｍ、幅（Ｗ）が１
００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、長さ（Ｌ）が８００
ｍｍとされる。

【００７４】上記構成の支持部材１は、支持部材１の長
手方向に沿って中央部に空間部Ｓ１が形成された筐体構
造成形体とされ、軽量で、高曲げ剛性、高捩れ剛性を有
し、そして、温度変化に伴う撓みの発生を有効に抑制で
きる。又、この空間部Ｓ１を利用して、配管、配線など
を行うことができる。

【００７５】又、本実施例では、細長管状体５０の、図
８にて右側端部には、端部連結固定部材１７Ｂが形成さ
れる。この部材１７Ｂは、例えば矩形状といった所要の
形状に形成されたアルミニウム、或いは、繊維強化プラ
スチック製の基体５１と、該基体５１に一体に形成さ
れ、細長管状体５０の外側或いは内側穴部に嵌合して一
体とされる接続部５２が形成される。

【００７６】本実施例の細長管状体５０もまた、実施例
１で説明した材料及び製造方法により、又、実施例２で
説明したと同様のフィラメントワインディング方法にて
製造することができる。

【００７７】本実施例においても、実施例４と同様に、
細長管状体５０の断面形状を長手方向に沿って次第に小
さくなるように形成することができる。

【００７８】実施例６ 実施例１にて説明した図１に示す構成の支持部材１を使
用して、図１０に示すスカラ型搬送ロボットの第１アー
ム機構１０１における第３アーム１６及び第４アーム１
８を作製した。

【００７９】第３アーム１６及び第４アーム１８は、図
９に示すように、その一端をスチール製連結軸１７にて
一体的に連結して一体とし、第４アーム１８の下面に炭
素繊維強化プラスチック製のハンド１９Ａ、１９Ｂが２
本平行に固定された。

【００８０】第３アーム及び第４アーム１６、１８を形
成した支持部材１の扁平リング状成形体２は、強化繊維
として炭素繊維、樹脂としてエポキシ樹脂を用いて、実
施例２で説明したフィラメントワインディング方法によ
り作製した。

【００８１】又、第３アーム１６の扁平リング状成形体
２は、幅（Ｗ）１００ｍｍ、高さ（Ｈ）２５ｍｍ、長さ
（Ｌ）５００ｍｍ、厚さ（Ｔ）５ｍｍであり、第４アー
ム１８の扁平リング状成形体２は、幅（Ｗ）１００ｍ
ｍ、高さ（Ｈ）２４ｍｍ、長さ（Ｌ）８００ｍｍ、厚さ
（Ｔ）３ｍｍであった。又、各扁平リング状成形体２に
は、その開口部にそれぞれ同じ厚さとされる５ｍｍ厚の
炭素繊維強化プラスチック製平板５を接着樹脂にて貼り
付けた。

【００８２】得られた炭素繊維強化プラスチック製支持
部材１の物性は、曲げ弾性率が１３６ＧＰａ、捩じり弾
性率が３３．７ＧＰａ、比重が１．７であった。

【００８３】第３及び第４アーム用支持部材１は、所定
の機械加工を施し、上述のように、その一端をスチール
製連結固定材１７にて一体的に連結して一体とした。

【００８４】ハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）は、各扁平
リング状成形体２を作製した炭素繊維と同じ物性を有す
る炭素繊維を使用した炭素繊維強化プラスチック製とさ
れ、その断面形状は、図９に示すように、図３に示す細
長異形断面材３０と同じ形状のものとされ、天井部３２
が第４アーム１８に螺子止めして一体とされた。具体的
には、ハンド１９は、幅（ｗ）６０ｍｍ、（ｗ１）２６
ｍｍ、高さ（ｈ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）１０００ｍｍ、
厚さ（ｔ）２ｍｍであった。両ハンドの固定位置は、中
心間距離で３００ｍｍ離間していた。

【００８５】上記構成にて、第４アーム１８の２本のハ
ンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）に４ｋｇのガラス基板を積
載した際の各部位に起因するハンド先端の撓み量を表１
に示す。ただし、第１及び第２ハンド１９（１９Ａ、１
９Ｂ）の積載による撓み量は含まない。

【００８６】

【表１】

【００８７】比較例１ 図１０の搬送ロボットの第３及び第４アーム１６、１８
をアルミニウムを使用して、実施例６で説明したと同様
の形状にて作製した。使用したアルミニウムの物性は、
曲げ弾性率が７０．３ＧＰａ、捩じり弾性率が２６．１
ＧＰａ、比重が２．７であった。

【００８８】ハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）は、実施例
６と同じ炭素繊維強化プラスチック製のハンドとされ、
実施例６と同様に、第４アーム１８に螺子止めにより一
体に固定した。両ハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）の固定
位置は中心間距離で３００ｍｍ離間していた。

【００８９】上記構成にて、第４アーム１８の２本のハ
ンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）に４ｋｇのガラス基板を積
載した際の各部位に起因するハンド先端の撓み量を表１
に示す。ただし、第１及び第２ハンド１９（１９Ａ、１
９Ｂ）の積載による撓み量は含まない。

【００９０】実施例７ 実施例１にて説明した図１に示す構成の支持部材１を使
用して、図１０に示すスカラ型搬送ロボットの第２のア
ーム機構１０２における第３アーム２６を作製した。

【００９１】支持部材１の扁平リング状成形体２は、強
化繊維として炭素繊維、樹脂としてエポキシ樹脂を用い
て、実施例２で説明したフィラメントワインディング方
法により作製した。

【００９２】又、第３アーム２６を作製した支持部材１
の扁平リング状成形体２は、幅（Ｗ）９４ｍｍ、高さ
（Ｈ）３０ｍｍ、長さ（Ｌ）８００ｍｍ、厚さ（Ｔ）３
ｍｍであった。又、各扁平リング状成形体２には、その
開口部にそれぞれ同じ厚さとされる３ｍｍ厚の炭素繊維
強化プラスチック製平板５を接着樹脂にて貼り付けた。

【００９３】得られた炭素繊維強化プラスチック製支持
部材の１物性は、曲げ弾性率が１７５．２ＧＰａ、捩じ
り弾性率が４３．８ＧＰａ、比重が１．７であった。

【００９４】ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）は、実施例
６と同じ構成のものを使用し、同じ態様で、第３アーム
２６に螺子止めにより一体に固定した。両ハンド２７
（２７Ａ、２７Ｂ）の固定位置は３００ｍｍ離間してい
た。

【００９５】上記構成にて、第３アーム２６の２本のハ
ンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）に４ｋｇのガラス基板を積
載した際の各部位に起因するハンド先端の撓み量を表２
に示す。ただし、第１及び第２ハンド２７（２７Ａ、２
７Ｂ）の積載による撓み量は含まない。

【００９６】

【表２】

【００９７】比較例２ 図１０の搬送ロボット１００の第３アーム２６をアルミ
ニウムを使用して、実施例７で説明したと同様の形状に
て作製した。使用したアルミニウムの物性は、曲げ弾性
率が７０．３ＧＰａ、捩じり弾性率が２６．１ＧＰａ、
比重が２．７であった。

【００９８】ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）は、実施例
７と同じ炭素繊維強化プラスチック製のハンドとされ、
実施例７と同様に、第３アーム２６に螺子止めにより一
体に固定した。両ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）の固定
位置は中心間距離で３００ｍｍ離間していた。

【００９９】上記構成にて、第３アーム２６の２本のハ
ンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）に４ｋｇのガラス基板を積
載した際の各部位に起因するハンド先端の撓み量を表２
に示す。ただし、第１及び第２ハンド２７（２７Ａ、２
７Ｂ）の積載による撓み量は含まない。

【０１００】実施例８ 実施例４にて説明した図３に示す構成の支持部材１を使
用して、図１０に示すスカラ型搬送ロボットの第１のア
ーム機構１０１における第３アーム１６及び第４アーム
１８を作製した。図９に示すように、第３アーム１６及
び第４アーム１８のための支持部材１は、その一端をス
チール製連結固定材１７にて一体的に連結して一体と
し、第４アーム１８の下面に炭素繊維強化プラスチック
製のハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）が２本平行に固定さ
れた。

【０１０１】支持部材１の異形断面材３０は、強化繊維
として炭素繊維、樹脂としてエポキシ樹脂を用いて作製
したプリプレグをハンドレイアップ法にて積層して作製
した。

【０１０２】又、第３アームの異形断面材３０は、図４
をも参照して、厚み（Ｔ）が３．０ｍｍ、天井部３２の
幅（Ｗ）が１００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、両梁部
３３の間隔が８０ｍｍとされ、細長異形断面材の長さ
（Ｌ）は、５００ｍｍであった。又、異形断面材３０に
は、その下面側に厚さ３．０ｍｍの炭素繊維強化プラス
チック製平板３１を接着樹脂にて貼り付けた。

【０１０３】又、第４アーム１８の異形断面材３０は、
厚み（Ｔ）が３．０ｍｍ、天井部３２の幅（Ｗ）が１０
０ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、両梁部３３の間隔が８
０ｍｍとされ、細長異形断面材の長さ（Ｌ）は、８００
ｍｍであった。又、異形断面材３０には、その下面側に
厚さ３．０ｍｍの炭素繊維強化プラスチック製平板３１
を接着樹脂にて貼り付けた。

【０１０４】得られた炭素繊維強化プラスチック製支持
部材１の物性は、曲げ弾性率が１３６ＧＰａ、捩じり弾
性率が３３．７ＧＰａ、比重が１．７であった。

【０１０５】第３及び第４アーム用支持部材１は、所定
の機械加工を施し、その一端をスチール製連結軸１７に
て一体的に連結して一体とした。

【０１０６】ハンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）は、実施例
６、７で使用したと同じ材料、構成とされ、第４アーム
１８に螺子止めして一体とされた。具体的には、ハンド
１９（１９Ａ、１９Ｂ）は、幅（ｗ）６０ｍｍ、（ｗ
１）２６ｍｍ、高さ（ｈ）１１ｍｍ、長さ（ｌ）１００
０ｍｍ、厚さ（ｔ）２ｍｍであった。両ハンド１９（１
９Ａ、１９Ｂ）の固定位置は、中心間距離で３００ｍｍ
離間していた。

【０１０７】上記構成にて、第４アーム１８の２本のハ
ンド１９（１９Ａ、１９Ｂ）に４ｋｇのガラス基板を積
載した際の各部位に起因するハンド先端の撓み量を表１
に示す。ただし、第１及び第２ハンド１９（１９Ａ、１
９Ｂ）の積載による撓み量は含まない。

【０１０８】実施例９ 実施例４にて説明した図３に示す構成の支持部材１を使
用して、図１０に示すスカラ型搬送ロボットの第２のア
ーム機構１０２における第３アーム２６を作製した。

【０１０９】支持部材１の異形断面材３０は、強化繊維
として炭素繊維、樹脂としてエポキシ樹脂を用いて作製
したプリプレグをハンドレイアップ法にて積層して作製
した。

【０１１０】又、第３アーム２６の異形断面材３０は、
図４をも参照して、厚み（Ｔ）が５ｍｍ、天井部３２の
幅（Ｗ）が１００ｍｍ、高さ（Ｈ）が３５ｍｍ、両梁部
３３の間隔が８０ｍｍとされ、細長異形断面材３０の長
さ（Ｌ）は、８００ｍｍであった。又、異形断面材３０
には、その下面側に厚さ５ｍｍの炭素繊維強化プラスチ
ック製平板３１を接着樹脂にて貼り付けた。

【０１１１】得られた炭素繊維強化プラスチック製支持
部材１の物性は、曲げ弾性率が１３６ＧＰａ、捩じり弾
性率が３３．７ＧＰａ、比重が１．７であった。

【０１１２】ハンド部材は、実施例８と同じものを使用
し、同じ態様で、第３アーム２６に螺子止めにより一体
に固定した。両ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）の固定位
置は３００ｍｍ離間していた。

【０１１３】上記構成にて、第３アーム２６の２本のハ
ンドに４ｋｇのガラス基板を積載した際の各部位に起因
するハンド先端の撓み量を表２に示す。ただし、第１及
び第２ハンド２７（２７Ａ、２７Ｂ）の積載による撓み
量は含まない。

【０１１４】本発明の搬送ロボット用支持部材は、軽量
であるため組立作業性に優れるのみならず、可動時の動
作精度、制振性に優れている。

【０１１５】又、表１及び表２から分かるように、ガラ
ス基板積載時のアーム２６の曲がり及び捩じりに起因す
るハンド先端の垂れ下がり量が小さく、且つ、２本の垂
れ下がり量の差が小さく抑えることができる。その結
果、組立及び操業時の調整作業が簡単な上、搬送物の収
納ケース間隔を狭くでき、収納スペースをコンパクトに
できるといった利点をも有している。

【０１１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る搬送
ロボット用支持部材は、繊維強化プラスチックにて作製
された筐体構造成形体を有する構成とされるので、 （１）軽量で、剛性が高く、撓み量が少なく、しかも、
温度変化に起因する撓み量も少なく、信頼性が高い。 （２）搬送物積載時のアームの曲がり及び捩じりに起因
するハンド先端の垂れ下がり量が小さく、組立及び操業
時の調整作業が簡単である。 （３）搬送物積載時のアームの曲がり及び捩じりに起因
するハンド先端の垂れ下がり量が小さく、且つ、２本の
アームの垂れ下がり量の差が小さく抑えることができ
る、それによって、搬送物の収納ケース間隔を狭くで
き、収納スペースをコンパクトにできる。といった効果
を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の一実施
例の分解斜視図である。

【図２】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の置
実施例の分解斜視図である。

【図３】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例の分解斜視図である。

【図４】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例の断面図である。

【図５】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例の断面図である。

【図６】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例の断面図である。

【図７】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例のの分解斜視図である。

【図８】本発明に係る搬送ロボット用支持部材の他の実
施例の斜視図である。

【図９】本発明に係る搬送ロボット用支持部材を搬送ロ
ボットのアームに使用した構成を示す概略正面図であ
る。

【図１０】本発明に係る搬送ロボット用支持部材を適用
し得る搬送ロボットの一例を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 支持部材 ２ 扁平リング状成形体 ５ 平板 ３０ 異形断面材 ３１ 平板 ３２ 天井部 ３３ 梁部 ３４ フランジ部 ４０ 凹形部材 ４１ 凹形溝 ４２ フランジ部 ５０ 細長管状体 １００ 搬送ロボット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木村 浩巳 東京都中央区日本橋小舟町３−８ 日鉄コ ンポジット株式会社内 (72)発明者 島田 政紀 東京都千代田区大手町２−６−３ 新日本 製鐵株式会社内 Ｆターム(参考） 3F060 AA01 AA07 BA06 EA05 EB12 EC12

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 繊維強化プラスチックにて作製された筐
   体構造成形体を有することを特徴とする搬送ロボット用
   支持部材。
2. 【請求項２】 前記筐体構造成形体は、繊維強化プラス
   チックにて作製された扁平リング状成形体を有し、前記
   扁平リング状成形体の両側面開口部は、平板にて閉鎖さ
   れることを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット用
   支持部材。
3. 【請求項３】 前記筐体構造成形体は、繊維強化プラス
   チックにて作製された扁平リング状成形体を有し、前記
   扁平リング状成形体の上下両面開口部は、繊維強化プラ
   スチックにて作製された平板にて閉鎖されることを特徴
   とする請求項１に記載の搬送ロボット用支持部材。
4. 【請求項４】 前記筐体構造成形体は、繊維強化プラス
   チックにて作製された細長形状とされる異形断面材を有
   することを特徴とする請求項１に記載の搬送ロボット用
   支持部材。
5. 【請求項５】 前記異形断面材は、天井部と、天井部よ
   り下方へと平行に延在している梁部と、前記梁部に一端
   が接続され、前記天井部と平行に外方へと延在したフラ
   ンジ部とを有することを特徴とする請求項４に記載の搬
   送ロボット用支持部材。
6. 【請求項６】 前記異形断面材の下面には、繊維強化プ
   ラスチックにて作製された平板が前記フランジ部を介し
   て固定されることを特徴とする請求項５に記載の搬送ロ
   ボット用支持部材。
7. 【請求項７】 前記異形断面材の下面には、繊維強化プ
   ラスチックにて作製された、凹形溝及びこの溝の両側に
   配置されたフランジ部を備えた細長形状の凹形部材が配
   置され、その両側のフランジ部を前記異形断面材のフラ
   ンジ部の下面に当接して固定されることを特徴とする請
   求項５に記載の搬送ロボット用支持部材。
8. 【請求項８】 前記異形断面材の下面には、同じ形状構
   造の他の前記異形断面材が対称配置され、両異形断面材
   のフランジ部を互いに当接して固定されることを特徴と
   する請求項５に記載の搬送ロボット用支持部材。
9. 【請求項９】 前記筐体構造成形体は、繊維強化プラス
   チックにて作製された細長管状体とされることを特徴と
   する請求項１に記載の搬送ロボット用支持部材。
10. 【請求項１０】 前記筐体構造成形体は、その断面形状
    が長手方向に沿って次第に小さくなるように形成される
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかの項に記載の
    搬送ロボット用支持部材。
11. 【請求項１１】 前記筐体構造成形体の捩じり弾性率が
    ２７ＧＰａ以上であることを特徴とする請求項１〜１０
    のいずれかの項に記載の搬送ロボット用支持部材。
12. 【請求項１２】 前記繊維強化プラスチックは、強化繊
    維が、炭素繊維、ガラス繊維、又は、アラミド、ナイロ
    ン、ポリエステル、ＰＢＯ（ポリパラフェニレンベンズ
    ビスオキサゾール）などの有機繊維を一種、又は、複数
    種混入して使用されることを特徴とする請求項１〜１１
    のいずれかの項に記載の搬送ロボット用支持部材。
13. 【請求項１３】 前記繊維強化プラスチックは、強化繊
    維に含浸されるマトリクス樹脂が、エポキシ樹脂、フェ
    ノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル
    樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂などの熱硬化性樹
    脂、或いは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミ
    ド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフ
    タレート、ポリカーボネート、ポリエーテルエーテルケ
    トン、ポリエーテルサルホン、ポリイミド、ポリフェニ
    レンサルファイドなどの熱可塑性樹脂とされることを特
    徴とする請求項１〜１２のいずれかの項に記載の搬送ロ
    ボット用支持部材。