JPH11354608A - 搬送装置用ハンド - Google Patents

搬送装置用ハンド

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JPH11354608A
JPH11354608A JP16195398A JP16195398A JPH11354608A JP H11354608 A JPH11354608 A JP H11354608A JP 16195398 A JP16195398 A JP 16195398A JP 16195398 A JP16195398 A JP 16195398A JP H11354608 A JPH11354608 A JP H11354608A
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JP
Japan
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hand
prepreg
carbon fibers
transfer device
resin
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JP16195398A
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English (en)
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Tadahiro Nishimoto
忠弘 西本
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Mitsubishi Chemical Corp
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Mitsubishi Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 たわみ、ゆがみが小さく位置の制御が容易な
搬送用ハンドを提供する。 【解決手段】 搬送装置の先端に取り付けられ、搬送物
を載せる搬送用ハンドであって、前記搬送用ハンドは、
実質的に、長尺の炭素繊維と樹脂とからなり、曲げ弾性
率が130GPa 以上である搬送装置用ハンド。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、搬送装置に用いら
れるハンドに関する。例えばシリコンウエハーや液晶用
ガラス基板等の板状のものを移動、積み降ろしする自動
搬送装置において、板状物を保持または板状物をのせる
などして板状体と接する部分に取り付けられる搬送装置
用ハンドに関する。
【0002】
【従来の技術】たとえば、シリコンウエハー等の板状物
を収納ケースから取り出し、各種処理装置にセットした
り、処理後のものを装置から収納ケースに収納し直す等
のために、図1に示すような搬送装置が使用されてい
る。板状物の収納ケースにおいては収納空間効率を上げ
るため、板状物の収納間隔を小さくすることが望まれて
いる。また、製品の精度を上げるため処理装置内でのセ
ット位置の位置決めについても精度が要求されている。
一方、シリコンウエハーや液晶用ガラス基板などの板状
物は処理工程の効率を上げるため、板状物の寸法が次第
に大きくなっている。そのため、搬送装置用のハンドは
大きな板状物を支えるため、長さをより長くする必要が
ある。従来、この様なハンドはアルミニウムなどの金属
や特開平8−288364号に記載のように炭素繊維強
化樹脂複合材(以下、「CFRP」という。)で形成さ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】アルミニウム製の搬送
装置用ハンドで、長さを長くすると、ハンドの自重及び
搬送物の重さにより大きくたわんでしまう。また、CF
RP製のハンドはアルミニウム製のハンドより高剛性で
かつ低比重であることからたわみを抑えることができる
が、従来のCFRPは、熱伝導率が小さいため、熱がか
かった場合、温度分布が発生し、熱歪みを生じるという
問題がある。また、従来のCFRP製のハンドは切削加
工性に劣るという問題もある。そこで、本発明では撓み
が少なく信頼性の高い搬送装置用ハンドを提供すること
を目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題に
鑑み鋭意検討した結果、特定の曲げ弾性率を有する搬送
装置用ハンドは、たわみ、熱による変形などが解決でき
ることを見出し本発明に到達した。すなわち、本発明の
要旨は、搬送装置の先端に取り付けられ、搬送物を載せ
る搬送装置用ハンドであって、前記搬送装置用ハンド
は、実質的に、長尺の炭素繊維と樹脂とからなり、曲げ
弾性率が130GPa 以上である搬送装置用ハンドに存す
る。
【0005】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳細に説明する。
搬送用ハンドを構成する炭素繊維としては、ピッチ系、
PAN系いずれも使用できるが、高弾性率で高熱伝導で
ある炭素繊維が比較的低温で得られ易いことなどの点か
らメソフェーズピッチ系が好ましく用いられる。本発明
で用いる炭素繊維は、JIS K7073に準拠し、イ
ンストロン型試験機で測定した炭素繊維の引張弾性率
が、通常50t/mm2 以上、好ましくは60〜95t/mm2
である。引張弾性率が50t/mm2 に満たないと、十分な
曲げ剛性が得られず、たわみを低減する効果が小さい。
【0006】また、JIS R1611に準拠し、レー
ザーフラッシュ法真空理工製TC300で測定した炭素
繊維の熱伝導率は、通常100W/mK以上、好ましくは1
40W/mK以上である。熱伝導率が100W/mKに満たない
と、樹脂によるマトリックスと複合化した場合、金属材
料と比較して低い熱伝導率となり、たとえば、搬送装置
用ハンドの一部が何らかの理由により加熱された場合、
熱分布が均一になるのに時間がかかる。このように、搬
送用ハンドに熱分布が生じると加熱された部分で変形が
生じ、搬送装置用ハンドの位置決めの制御が困難とな
る。
【0007】さらに、炭素繊維の熱膨張率は、通常−
2.0×10-6〜0/℃、好ましくは−2.0×10-6
〜−1.0×10-6/℃である。熱膨張率が0/℃を超
えると、マトリックス樹脂の熱膨張を押さえ込む効果が
少ないため、周囲の温度が変化したときや、搬送用ハン
ドが部分的に加熱または冷却された場合に生じる、膨張
または収縮が大きくなりすぎるため、位置を制御するこ
とが難しくなる。
【0008】炭素繊維の繊維径は、通常3〜30μm、
好ましくは5〜15μmである。本発明の搬送装置用ハ
ンドに用いる炭素繊維としては、上記の範囲外の引張弾
性率、熱伝導率、熱膨張率を有する炭素繊維を一部併用
してもよい。炭素繊維は、長繊維であることが必要であ
り、炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレグを用いる
ことが好ましい。プリプレグとは、長尺の炭素繊維を熱
硬化性樹脂などを用いてシート状にしたものをいう。プ
リプレグは、搬送用ハンドの搬送物をのせる面と平行に
なるように積層するのが好ましい。プリプレグは、炭素
繊維を一方向に引き揃えたプリプレグを構成する炭素繊
維の繊維方向が、少なくともその一部は搬送用ハンドの
長手方向と略平行方向および長手方向と略垂直方向にな
るように配置させることが、搬送用ハンドの強度を保つ
ことができるので好ましい。複数の、炭素繊維を一方向
に引き揃えたプリプレグを積層したときは、プリプレグ
を構成する炭素繊維が面対称となるように配置すること
により、熱による反り等を低減できるので好ましい。具
体的には、搬送用ハンドの搬送物を載せる面の面方向に
対し擬似的に等方性を示すよう炭素繊維を積層したもの
で、搬送用ハンドの長さ方向を0°としたときに、例え
ば0゜/60゜/−60゜/−60゜/60゜/0゜ま
たは、0゜/45゜/90゜/−45゜/−45゜/9
0゜/45゜/0゜などが挙げられる。この場合は、搬
送用ハンドの長手方向と最外層のプリプレグを構成する
炭素繊維の方向とが略平行になるようにすることがハン
ドの長手方向の曲げ弾性率を高くすることができるので
好ましい。切削、孔開け加工などが容易に行えるので炭
素繊維を引き揃えたプリプレグの外側に、炭素繊維クロ
スからなるプリプレグを積層することが望ましい。
【0009】搬送装置用ハンドを構成する樹脂として
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、ポリプロリレン(PP)、ポリ
アミド(PA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT) 、ポリ
カーボネート(PC)、ポリエチレン(PE)、ポリエーテルイ
ミド(PEI) 、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリ
エーテルケトン(PEK) 、ポリエーテルニトリル(PEN) 、
ポリエーテルサルホン(PES) 、ポリエチレンテレフタレ
ート(PET) 、ポリイミド(PI)、ポリアセタール(POM) 、
ポリフェニレンサルファイド(PPS) 、ポリスチレン(PS)
などの熱可塑性樹脂が挙げられ、好ましくは熱硬化性樹
脂が、特に好ましくは、成形性及び各種物性の点でエポ
キシ樹脂が用いられる。
【0010】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よ
い。搬送装置用ハンドを構成する樹脂と炭素繊維との割
合は、樹脂が、通常20〜70重量%、好ましくは30
〜50重量%、炭素繊維が、通常30〜80重量%、好
ましくは50〜70重量%である。樹脂の割合が20重
量%より少ないとCFRP成形物の内部にボイド等の欠
陥を生じ、強度が低下することがある。一方、70重量
%より多いとCFRP成形物の弾性率及び熱伝導率が低
くなり、熱膨張係数も大きくなるおそれがある。
【0011】搬送装置用ハンドの製造方法としては、樹
脂として熱硬化性樹脂を用いた場合は、引き揃えた炭素
繊維にあらかじ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
グを作成し、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、あるいは加熱成
形して硬化物を得る。得られた硬化物は所定の形状に切
削され、ビス孔などが穿たれる。
【0012】このようにして得られた搬送装置用ハンド
は、JIS K7074に準拠して測定した曲げ弾性率
が130GPa 以上、好ましくは180〜400GPa であ
る。曲げ弾性率が130GPa より小さいと、搬送用ハン
ドの長さが長いときには、たわみが大きくなりすぎ、搬
送時の位置制御が困難となる。本発明の搬送装置用ハン
ドは、ハンドの搬送装置との接続部分から、ハンドの先
端までの長さが、通常0.5m以上、好ましくは0.8
m以上と、特に長尺の場合に有効である。また、厚さ
は、移送対象物品によっても異なるが、通常3〜20m
mである。搬送装置用ハンドによる物品の移送方法とし
ては、通常移送物品の中間の空間部分にハンドを挿入
し、物品をハンド上に載せて移送させる方法が挙げられ
る。
【0013】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。 <実施例1> <使用したプリプレグ> ・プリプレグ−1 引張弾性率24t/mm2 のPAN系炭素繊維のクロスに未
硬化のエポキシ樹脂を含浸させて得られた化成コンポジ
ット社製プリプレグ「HMF3113/948 」 ・プリプレグ−2 引張弾性率65t/mm2 、熱伝導率140W/mKのピッチ系
炭素繊維(三菱化学社製「K13710」)を一方向に引き揃
えて未硬化のエポキシ樹脂を含浸させて得られた化成コ
ンポジット社製プリプレグ「HYEJ34M65D」 ・プリプレグ−3 引張弾性率24t/mm2 のPAN系炭素繊維を一方向に引
き揃えて未硬化のエポキシ樹脂を含浸させて得られた化
成コンポジット社製プリプレグ「HYEJ25」
【0014】<搬送装置用ハンドの製造>表面から順
に、プリプレグ−1を1プライ積層した。次に、プリプ
レグ−2を炭素繊維が搬送用ハンドの長手方向を0度と
し、0度、60度、ー60度、ー60度、60度、0度
の6プライを単位として2回繰り返し積層し、最後にプ
リプレグを−1を1プライ積層し積層体を得た。
【0015】得られた積層体をプレス圧力7kg/cm2で1
20℃、90分間保持して、厚さ4.1mmの硬化物を
得た。この硬化物を切削、孔開け加工を行い、図2に示
すような搬送用ハンドとした。得られた搬送装置用ハン
ドの曲げ弾性率、比重、たわみ、熱膨張率を測定した。
結果を表−1に示す。曲げ弾性率は、上記に示す材料を
インテスコ社製インストロン型試験機2300型、熱膨
張率は真空理工社製熱膨張計DL1500で、たわみは
上記材料を1mが中空に出るように一端のみ固定し、1
m先の他端のたわみ量をマイクロゲージで測定した。
【0016】<比較例1、2>鉄「SS41」(比較例
1)、アルミ合金「Al7075」(比較例2)を用いて、実
施例1と同じ形状、大きさの搬送用ハンドを作成した。
得られた搬送装置用ハンドの曲げ弾性率、重量、たわ
み、熱膨張率を測定した。結果を表−1に示す。
【0017】
【表1】
【0018】表より、本発明の搬送装置用ハンドは、軽
量であり、一人で簡便に着脱を行うことができることが
わかる。さらに、比較例1、比較例2の搬送装置用ハン
ドは自重でたわむので、装置に装着した場合、搬送物の
収納ケースの間隔が広くなりスペース効率が悪いことが
推察される。
【0019】
【発明の効果】本発明によれば、たわみ、ゆがみが小さ
く、位置の制御が容易な搬送装置用ハンドを提供するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】搬送装置
【図2】実施例で作成した搬送装置用ハンドの概略図
【符号の説明】
1 搬送用ハンド

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 実質的に、長尺の炭素繊維と樹脂とから
    なり、曲げ弾性率が130GPa 以上である搬送装置用ハ
    ンド。
  2. 【請求項2】 炭素繊維の引張弾性率が50t/mm2 以上
    である請求項1に記載の搬送装置用ハンド。
  3. 【請求項3】 炭素繊維の熱伝導率が100W/mK以上で
    ある請求項1または2に記載の搬送装置用ハンド。
  4. 【請求項4】 炭素繊維の熱膨張率が0/℃以下である
    請求項1ないし3いずれか1項に記載の搬送装置用ハン
    ド。
  5. 【請求項5】 炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレ
    グを樹脂を用いて積層した炭素繊維強化樹脂からなる請
    求項1ないし4いずれか1項に記載の搬送装置用ハン
    ド。
  6. 【請求項6】 炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレ
    グの面が搬送装置用ハンドの搬送物を載せる面と平行に
    なるように積層され、かつ、前記プリプレグを構成する
    炭素繊維が、面と対称となるように配置され、さらに、
    最外層のプリプレグが、プリプレグを構成する炭素繊維
    がハンドの長手方向と配置されている請求項5に記載の
    搬送装置用ハンド。
  7. 【請求項7】 炭素繊維を一方向に引き揃えたプリプレ
    グの外側に炭素繊維クロスからなるプリプレグを積層し
    た請求項6に記載の搬送装置用ハンド。
JP16195398A 1998-06-10 1998-06-10 搬送装置用ハンド Pending JPH11354608A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6703116B2 (en) 2001-09-19 2004-03-09 Nippon Mitsubishi Oil Corporation CFRP component for use in conveyor with its processed surface coated and method of coating
US6815037B2 (en) 2001-09-19 2004-11-09 Nippon Mitsubishi Oil Corporation Carrier member made of a UV resistant fiber-reinforced composite material and process for producing thereof
US6893712B2 (en) * 1999-06-09 2005-05-17 Nippon Mitsubishi Oil Corp. Transport member
JP2007153572A (ja) * 2005-12-07 2007-06-21 Shinko Electric Co Ltd 液晶基板搬送用フォーク
CN100421015C (zh) * 2004-07-30 2008-09-24 激光先进技术股份公司 移动式xy载物台

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