KR20130007548A - 로보트 핸드 - Google Patents

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KR20130007548A
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KR1020127019671A
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시니치 다케무라
히로야스 이하라
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제이엑스 닛코닛세키에너지주식회사
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Abstract

로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부(B)를 갖는 로보트 핸드(1)는, 서로 적층된 CFRP층(2), (3)과 CFRP층(2)과 CFRP층(3) 사이에 배치된 제진 탄성층(4)을 구비한다. 제진 탄성층(4)은 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41)과 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역(42)을 가진다. 점탄성 수지 영역(41)과 고강성 수지 영역(42)은 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 서로 배열되어 있다. 로보트 핸드(1)에 있어서는, 점탄성 수지 영역(41)에 의해 제진성이 향상된다. 또한, 보지 예정부(B)에 있어서, 점탄성 수지 영역(41)과 고강성 수지 영역(42)이, CFRP층(2)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 서로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따른 굴곡 강성이 확보된다.

Description

로보트 핸드{ROBOT HAND}
본 발명은, 예를 들면 산업용 로보트 등에 적용되는 로보트 핸드에 관한 것이다.
종래, 유리 기판이나 반도체 기판을 반송하기 위한 산업용 로보트 등에 적용되는 로보트 핸드로서, 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 제조되는 로보트 핸드가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 1 참조). 이러한 로보트 핸드는, 예를 들면 알루미늄이나 철 등의 금속으로 제조되는 것에 비해, 경량이며 또한 굴곡 강성이 높다.
일본 공개특허공보 제2002-292591호
그러나, 탄소 섬유 강화 플라스틱 자체가 제진성(制振性)이 부족하기 때문에, 상기한 바와 같은 탄소 섬유 강화 플라스틱에 의해 제조되는 로보트 핸드도 제진성이 떨어진다. 이로 인해, 탄소 섬유 강화 플라스틱을 포함하여 구성되는 로보트 핸드에 있어서는, 일정한 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시키는 것이 요청되고 있다.
그래서, 본 발명은 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있는 로보트 핸드를 제공하는 것을 과제로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르는 로보트 핸드는, 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부를 갖는 로보트 핸드로서, 서로 적층된 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과, 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에 배치된 제진 탄성층을 구비하고, 제진 탄성층은 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역과, 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역을 가지며, 점탄성 수지 영역과 고강성 수지 영역은, 보지 예정부에 있어서, 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 한다.
이 로보트 핸드는 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부가 보지된다. 이 때, 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에, 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역을 갖는 제진 탄성층이 배치되어 있기 때문에 제진성이 향상된다. 또한, 점탄성 수지 영역과 비교적 강성이 높은 고강성 수지 영역이, 보지 예정부에 있어서 교대로 배열되어 있기 때문에, 굴곡 강성이 확보된다.
본 발명에 따르는 탄소 섬유 강화 플라스틱 성형체에 있어서는, 고강성 수지는 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지와 동일하며, 고강성 수지 영역은 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 일체적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제진 탄성층을 일체적으로 성형할 때에, 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지에 의해, 용이하게 고강성 수지 영역을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르는 탄소 섬유 강화 플라스틱 성형체에 있어서는, 고강성 수지 영역에는, 열 매체를 유통시키기 위한 열 매체 유로가 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 고강성 수지 영역에 형성된 열 매체 유로에 열 매체를 유통시킴으로써, 상기 로보트 핸드의 온도를 적합하게 조정할 수 있다. 특히, 열 매체 유로가 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있기 때문에, 점탄성 수지 영역의 온도를 효율적으로 조정할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따르는 로보트 핸드는, 서로 적층된 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과, 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에 배치된 제진 탄성층을 구비하고, 제진 탄성층은 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역을 가지고, 섬유상 물질은 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 것을 특징으로 한다.
이 탄소 섬유 강화 플라스틱 성형체에서는, 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련되고 강성이 비교적 높은 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역을 갖는 제진 탄성층이 배치되어 있기 때문에, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따르는 로보트 핸드에 있어서는, 제진 탄성층은 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역을 또한 가지고, 점탄성 수지 영역과 고강성 수지 영역은, 상기 로보트 핸드가 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부에 있어서, 교대로 배열되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 로보트 핸드는 로보트에 편입될 때에 보지 예정부가 보지되게 된다. 이 때, 점탄성 수지 영역과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역이 보지 예정부에 있어서 교대로 배열되어 있기 때문에, 굴곡 강성이 향상된다.
본 발명에 따르는 로보트 핸드에 있어서는, 고강성 수지는 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지와 동일하며, 고강성 수지 영역은 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 일체적으로 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 제진 탄성층을 일체적으로 성형할 때에, 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지에 의해, 용이하게 고강성 수지 영역을 형성할 수 있다.
본 발명에 따르는 로보트 핸드에 있어서는, 고강성 수지 영역에는, 열 매체를 유통시키기 위한 열 매체 유로가 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있는 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 고강성 수지 영역에 형성된 열 매체 유로에 열 매체를 유통시킴으로써, 상기 로보트 핸드의 온도를 적합하게 조정할 수 있다. 특히, 열 매체 유로가 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있기 때문에, 점탄성 수지 영역의 온도를 적합하게 조정할 수 있다.
본 발명에 따르는 로보트 핸드에 있어서는, 섬유상 물질은 카본 나노 튜브, 케첸블랙, 유리 단섬유 및 탄소 단섬유 중 적어도 하나인 것이 바람직하다. 이 구성에 의하면, 카본 나노 튜브, 케첸블랙, 유리 단섬유 및 탄소 단섬유를 이용하여 적합하게 굴곡 강성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있는 로보트 핸드를 제공하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 1 실시형태의 사시도이다.
도 2는 도 1의 II-II선을 따른 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 2 실시형태의 평면도이다.
도 4는 도 1 및 도 3에 도시된 제진 탄성층의 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 5는 도 1 및 도 3에 도시된 제진 탄성층의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 6a는 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 3 실시형태의 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 V1-VI선을 따른 부분 단면도이다.
도 7a는 도 6에 도시된 제진 탄성층의 다른 형태를 도시하는 사시도이고, 도 7b는 도 7a의 VII-VII선을 따른 부분 단면도이다.
도 8은 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 4 실시형태의 사시도이다.
도 9는 도 8의 II-II선을 따른 부분 단면도이다.
도 10은 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 5 실시형태의 사시도이다.
도 11은 도 10의 IV-IV선을 따른 부분 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 6 실시형태의 평면도이다.
도 13은 도 10 및 도 12에 도시된 제진 탄성층의 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 14는 도 10 및 도 12에 도시된 제진 탄성층의 또 다른 형태를 도시하는 평면도이다.
도 15a는 본 발명에 따르는 로보트 핸드의 제 7 실시형태의 사시도이며, 도 15b는 도 15a의 VIII-VIII선을 따른 부분 단면도이다.
도 16a는 도 15에 도시된 제진 탄성층의 다른 형태를 도시하는 사시도이며, 도 16b는 도 16a의 IX-IX선을 따른 부분 단면도이다.
이하, 본 발명의 적합한 실시형태에 관해서, 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서 동일 또는 상당 부분에는 동일한 부호를 붙이고, 중복되는 설명을 생략한다.
[제 1 실시형태]
도 1에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1)는 본체부(A)와, 본체부(A)의 일단으로부터 연설(延設)되고, 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부(B)로 이루어진다. 이러한 로보트 핸드(1)는, 예를 들면 유리 기판이나 반도체 기판 등을 반송하기 위한 산업용 로보트에 적용할 수 있다. 그 경우, 로보트 핸드(1)는 보지 예정부(B)를 개재하여 산업용 로보트에 고정되고, 본체부(A) 위에 유리 기판이나 반도체 기판 등의 반송 대상물이 재치된다.
로보트 핸드(1)는, 도 1 및 도 2에 도시되는 바와 같이, 서로 적층된 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하, 「CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics」라고 한다)층(2) 및 CFRP층(3)과, CFRP층(2)과 CFRP층(3) 사이에 배치된 제진 탄성층(4)을 구비하고 있다. 보지 예정부(B)는 CFRP층(2, 3) 및 제진 탄성층(4)의 일단부에 의해 구성되어 있다.
CFRP층(2, 3)은 대략 V자형의 장척 판 형상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, CFRP층(2)(CFRP층(3))은 사다리꼴 판 형상의 2개의 폴(爪; pawl)부(21)(폴부(31))와, 이들 폴부(21)(폴부(31))를 접속하는 장방형 판 형상의 접속부(22)(접속부(32))로 구성되어 있다. 이러한 CFRP층(2, 3)은 탄소 섬유가 소정의 방향으로 배향된 탄소 섬유층을 복수층 포함하고, 예를 들면, 탄소 섬유층에 매트릭스 수지(예를 들면 에폭시 수지)를 함침하여 이루어지는 탄소 섬유 프리프레그를 복수층 적층하고 열경화하여 제작된다.
탄소 섬유 프리프레그로서는, 예를 들면, 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-60(인장 탄성률: 620GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.11mm)), 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-80(인장 탄성률: 780GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.11mm)), 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-90(인장 탄성률: 860GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.105mm)), 탄소 섬유 프리프레그(신니혼세키유(주) 제조의 Y24N33C269 프리프레그, PAN계 탄소 섬유 T700S, 탄소 섬유 인장 탄성률: 230GPa, 탄소 섬유 평량: 269g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 33.4중량%, 1층의 두께: 0.26mm) 등을 사용할 수 있다.
제진 탄성층(4)은 점탄성 수지로 이루어지는 2개의 점탄성 수지 영역(41)과, 이 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 3개의 고강성 수지 영역(42)을 가진다. 점탄성 수지 영역(41)은, 각각, CFRP층(2)(CFRP층(3))의 일단으로부터 각 폴부(21)(폴부(31))의 선단까지 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 이간되는 동시에 서로 대략 평행하게 되어 있다. 고강성 수지 영역(42)은 각 점탄성 수지 영역(41)의 양측에 각각 배치되어 있다. 즉, 점탄성 수지 영역(41)과 고강성 수지 영역(42)은, 로보트 핸드(1)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라, 교대로 배열되어 있다.
점탄성 수지 영역(41)을 구성하는 점탄성 수지는, CFRP층(2, 3)의 매트릭스 수지의 강성보다도 낮은 강성을 갖는 재료로서, 예를 들면 고무나 탄성중합체 등의 점탄성 재료(유연성 수지 재료)로 할 수 있다. 점탄성 재료는, 25℃에 있어서의 저장 탄성률이, 0.1MPa 이상 2500MPa 이하의 범위인 것이 바람직하며, 0.1MPa 이상 250MPa 이하의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 0.1MPa 이상 25MPa 이하의 범위인 것이 한층 바람직하다. 점탄성 재료의 저장 탄성률이, 2500MPa 이하이면, 충분한 제진 성능을 얻을 수 있고, 0.1MPa 이상이면, 로보트 핸드(1)의 강성의 저하가 적고, 산업용 부품으로서 요구되는 성능을 충족시킬 수 있다. 또한, 점탄성 재료는 탄소 섬유 프리프레그를 열경화하여 CFRP층(2, 3)을 제작하는 점에서, 그 때에 발생하는 열에 대해 안정적인 것이 바람직하다. 또한, 점탄성 재료는 CFRP층(2, 3)의 매트릭스 수지와의 접착성이 우수한 재료인 것이 바람직하다.
이상의 관점에서, 점탄성 수지 영역(41)을 구성하는 점탄성 재료는, 예를 들면, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 니트릴 고무(NBR), 및 에틸렌프로필렌 고무(EPM, EPDM) 등의 고무, 및, 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 및, 유연쇄를 갖는 중합체인 고무나 탄성 중합체 등을 첨가함으로써 탄성률을 낮게 한 에폭시 수지 등의, CFRP과 비교하여 유연한 재료로 할 수 있다.
한편, 고강성 수지 영역(42)을 구성하는 고강성 수지는, 예를 들면 에폭시 수지 등으로 할 수 있지만, 특히, CFRP층(2, 3)의 매트릭스 수지와 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 고강성 수지 영역(42)은 CFRP층(2, 3)과 제진 탄성층(4)을 일체적으로 성형할 때에, CFRP층(2, 3)의 매트릭스 수지에 의해 CFRP층(2, 3)과 일체적으로 용이하게 형성된다.
이상 설명한 로보트 핸드(1)는, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(B)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2)과 CFRP층(3) 사이에, 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41)을 갖는 제진 탄성층(4)이 배치되어 있기 때문에 제진성이 향상된다. 또한, 점탄성 수지 영역(41)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42)이, 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2, 3)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 확보된다. 따라서, 로보트 핸드(1)에 의하면, 보지 예정부(B)에 의해 보지되고, 본체부(A)에 유리 기판이나 반도체 기판 등이 재치되었을 때에, 일정한 굴곡 강성에 의해 적합하게 형상을 유지하면서, 진동을 신속히 감쇠시킬 수 있다.
[제 2 실시형태]
도 3에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1a)는 제 1 실시형태에 따르는 로보트 핸드(1)의 제진 탄성층(4) 대신, 제진 탄성층(4a)을 구비하고 있다. 제진 탄성층(4a)은 점탄성 수지로 이루어지는 2개의 점탄성 수지 영역(41a)과, 이 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역(42a)을 가지고 있다.
점탄성 수지 영역(41a)은, 각각, CFRP층(2)(CFRP층(3))의 일단으로부터 각 폴부(21)(폴부(31))의 선단 근방까지 연신되는 사다리꼴 판 형상의 영역이며, 서로 이간되어 있다. 고강성 수지 영역(42a)은 이들의 점탄성 수지 영역(41a)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 점탄성 수지 영역(41a)과 고강성 수지 영역(42a)은, 적어도 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라, 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41a) 및 고강성 수지 영역(42a)은, 각각, 제 1 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41) 및 고강성 수지 영역(42)과 같은 재료로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
여기에서, 고강성 수지 영역(42a)에는, 냉각수나 냉각 가스 등의 냉매(열 매체)를 유통시키기 위한 유로(열 매체 유로)(5)가, 2개의 점탄성 수지 영역(41a)의 외연(S)을 따라 형성되어 있다. 또한, CFRP층(2)(CFRP층(3))에 있어서 유로(5)의 시단(始端)에 대응하는 위치에는, 유로(5)에 냉매를 도입하기 위한 도입구(6)가 형성되어 있고, CFRP층(2)(CFRP층(3))에 있어서 유로(5)의 종단(終端)에 대응하는 위치에는, 유로(5)로부터 냉매를 도출하기 위한 도출구(7)가 형성되어 있다.
이상 설명한 로보트 핸드(1a)도, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(B)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2)과 CFRP층(3) 사이에, 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41a)을 갖는 제진 탄성층(4a)이 배치되어 있기 때문에 제진성이 향상된다. 또한, 점탄성 수지 영역(41a)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42a)이, 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2, 3)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 확보된다. 또한, 로보트 핸드(1a)에 있어서는, 고강성 수지 영역(42a)에 형성된 유로(5)에 냉매를 유통시킴으로써, 로보트 핸드(1a)를 적합하게 냉각시킬 수 있다. 특히, 유로(5)가 점탄성 수지 영역(41a)의 외연(S)을 따라 형성되어 있기 때문에, 점탄성 수지 영역(41a)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 유로(5)에 유통시키는 열 매체는, 냉매로 한하지 않고, 로보트 핸드(1a) 및 점탄성 수지 영역(41a)을 가열하기 위한 열 매체로 할 수 있다. 따라서, 유로(5)에 유통시키는 열 매체를, 냉각용의 것이나 가열용의 것으로 적절히 변경함으로써, 로보트 핸드(1a) 및 점탄성 수지 영역(41a)의 온도를 적합하게 조정할 수 있다.
상기 제 1 및 제 2 실시형태에 따르는 제진 탄성층(4) 및 제진 탄성층(4a)은, 예를 들면, 이하와 같은 형태로 할 수 있다.
즉, 제진 탄성층(4, 4a)은, 도 4에 도시되는 바와 같이, CFRP층(2)(CFRP층(3))의 접속부(22)(접속부(32)) 위에 배치되어 평면에서 볼 때에 정방형상의 단일한 점탄성 수지 영역(41b)과, 이 점탄성 수지 영역(41b)을 둘러싸도록 배치된 고강성 수지 영역(42b)을 갖는 것으로 할 수 있다. 이 경우도, 점탄성 수지 영역(41b)과 고강성 수지 영역(42b)은, 적어도 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로(여기에서는, 고강성 수지 영역(42b), 점탄성 수지 영역(41b), 고강성 수지 영역(42b)의 순으로) 배열되어 있다.
또한, 제진 탄성층(4, 4a)은, 도 5에 도시되는 바와 같이, 서로 이간되어 배치된 3개의 점탄성 수지 영역(41c)과, 이들 점탄성 수지 영역(41c)을 둘러싸도록 배치된 고강성 수지 영역(42c)을 갖는 것으로 할 수 있다. 점탄성 수지 영역(41c)은, 각각, CFRP층(2)(CFRP층(3))의 일단으로부터 CFRP층(2, 3)의 길이 방향을 따라 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 대략 평행하게 되어 있다. 이 경우도, 점탄성 수지 영역(41c)과 고강성 수지 영역(42c)은, 적어도 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2, 3)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41b, 41c)을 구성하는 재료는, 각각, 제 1 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41)을 구성하는 재료와 같다. 또한, 고강성 수지 영역(42b, 42c)을 구성하는 고강성 수지는, 각각, 제 1 실시형태에 따르는 고강성 수지 영역(42)을 구성하는 고강성 수지와 같다.
[제 3 실시형태]
도 6에 도시하는 바와 같이, 로보트 핸드(1d)는, 본체부(A)와, 본체부(A)의 일단으로부터 연설되고, 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부(B)로 이루어진다. 이러한 로보트 핸드(1d)도, 예를 들면 유리 기판이나 반도체 기판 등을 반송하기 위한 산업용 로보트에 적용할 수 있다. 그 경우, 로보트 핸드(1d)는 보지 예정부(B)를 개재하여 산업용 로보트에 고정되고, 본체부(A) 위에 유리 기판이나 반도체 기판 등의 반송 대상물이 재치되게 된다.
로보트 핸드(1d)는 장방형상의 단면을 갖는 장척 통 형상의 CFRP층(2d)과, CFRP층(2d) 위에 적층되고 장방형상의 단면을 갖는 장척 통 형상의 CFRP층(3d)과, CFRP층(2d)과 CFRP층(3d) 사이에 배치된 제진 탄성층(4d)을 구비하고 있다. 보지 예정부(B)는, 이들 CFRP층(2d, 3d) 및 제진 탄성층(4d)의 일단부에 의해 구성되어 있다. CFRP층(2d, 3d)은 탄소 섬유층에 매트릭스 수지(예를 들면 에폭시 수지)를 함침시켜 이루어지는 탄소 섬유 프리프레그를, 알루미늄 등의 심금(芯金)에 감아 적층하고, 열경화하여 제작된다.
제진 탄성층(4d)은 점탄성 수지로 이루어지는 단일한 점탄성 수지 영역(41d)과, 이 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역(42d)을 가진다. 점탄성 수지 영역(41d)은, CFRP층(2d, 3d)의 일단에서부터 타단까지 연신되는 사다리꼴 판 형상의 영역이며, CFRP층(2d)의 일측면 위에 배치되어 있다. 고강성 수지 영역(42d)은 점탄성 수지 영역(41d)의 양측에 배치되어 있다. 점탄성 수지 영역(41d)과 고강성 수지 영역(42d)은, 로보트 핸드(1d)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2d, 3d)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로(여기에서는, 고강성 수지 영역(42d), 점탄성 수지 영역(41d), 고강성 수지 영역(42d)의 순으로) 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41d) 및 고강성 수지 영역(42d)은, 각각, 제 1 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41) 및 고강성 수지 영역(42)과 같은 재료로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
이상 설명한 로보트 핸드(1d)도, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(B)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2d)과 CFRP층(3d) 사이에, 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41d)을 갖는 제진 탄성층(4d)이 배치되어 있기 때문에 제진성이 향상된다. 또한, 점탄성 수지 영역(41d)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42d)이, 보지 예정부(B)에 있어서, CFRP층(2d, 3d)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2, 3)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 확보된다.
또한, 제진 탄성층(4d)은, 예를 들면, 도 7에 도시되는 바와 같이, CFRP층(2d)의 일측면 위에 배치되고 서로 이간된 2개의 점탄성 수지 영역(41f)과, 각 점탄성 수지 영역(41f)의 양측에 배치된 고강성 수지 영역(42f)을 갖는 것으로 할 수 있다. 이들 점탄성 수지 영역(41f)은, 각각, CFRP층(2d, 3d)의 일단에서부터 타단까지 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 대략 평행하게 되어 있다. 이 경우에 있어서도, 점탄성 수지 영역(41f)과 고강성 수지 영역(42f)은, 로보트 핸드(1d)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2d, 3d)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41f) 및 고강성 수지 영역(42f)은, 각각, 제 1 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41) 및 고강성 수지 영역(42)과 같은 재료로 이루어진다.
여기에서, 상기한 점탄성 수지 영역(41d, 41f)은, CFRP층(2d)의 일측면 위에 한하지 않고, CFRP층(2d)의 복수의 측면 위에 배치되어도 좋다. 예를 들면, 점탄성 수지 영역(41d, 41f)은, CFRP층(2d)의 상면 위와 상기 상면에 대향하는 하면 위에 배치할 수 있다. 여기에서, CFRP층(2d)의 상면 및 하면은, 로보트 핸드(1d)의 진동 방향에 교차하는 방향을 따라 연신되는 면이다. 또한, 점탄성 수지 영역(41d, 41f)은, CFRP층(2d)의 상면 및 하면 외에, CFRP층(2d)의 다른 2개의 측면 위에 배치할 수도 있다. 이와 같이, CFRP층(2d)의 복수의 측면 위에 점탄성 수지 영역(41d, 41f)을 배치하면, 제진성을 한층 향상시킬 수 있다.
[제 4 실시형태]
도 8에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1A)는, 본체부(AA)와, 본체부(AA)의 일단으로부터 연설되고, 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부(BA)로 이루어진다. 이러한 로보트 핸드(1A)는, 예를 들면 유리 기판이나 반도체 기판 등을 반송하기 위한 산업용 로보트에 적용할 수 있다. 그 경우, 로보트 핸드(1A)는 보지 예정부(BA)를 개재하여 산업용 로보트에 고정되고, 본체부(AA) 위에 유리 기판이나 반도체 기판 등의 반송 대상물이 재치된다.
로보트 핸드(1A)는, 도 8 및 도 9에 도시되는 바와 같이, 서로 적층된 탄소 섬유 강화 플라스틱(이하, 「CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics」라고 한다)층(2A) 및 CFRP층(3A)과, CFRP층(2A)와 CFRP층(3A) 사이에 배치된 제진 탄성층(4A)을 구비하고 있다. 보지 예정부(BA)는 CFRP층(2A, 3A) 및 제진 탄성층(4A)의 일단부에 의해 구성되어 있다.
CFRP층(2A, 3A)은 대략 V자형의 장척 판 형상으로 형성되어 있다. 보다 구체적으로는, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))은, 사다리꼴 판 형상의 2개의 폴부(21A)(폴부(31A))와, 이들 폴부(21A)(폴부(31A))를 접속하는 장방형 판 형상의 접속부(22A)(접속부(32)A)로 구성되어 있다. 이러한 CFRP층(2A, 3A)은 탄소 섬유가 소정의 방향으로 배향된 탄소 섬유층을 복수층 포함하고, 예를 들면, 탄소 섬유층에 매트릭스 수지(예를 들면 에폭시 수지)를 함침하여 이루어지는 탄소 섬유 프리프레그를 복수층 적층하여 열경화하여 제작된다.
탄소 섬유 프리프레그로서는, 예를 들면, 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-60(인장 탄성률: 620GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.11mm)), 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-80(인장 탄성률: 780GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.11mm)), 그라녹 프리프레그(니혼그라파이트파이버(주) 제조의 피치계 탄소 섬유 그라녹 XN-90(인장 탄성률·860GPa, 탄소 섬유 평량: 125g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 32중량%, 1층의 두께: 0.105mm)), 탄소 섬유 프리프레그(신니혼세키유(주) 제조의 Y24N33C269 프리프레그, PAN계 탄소 섬유 T700S, 탄소 섬유 인장 탄성률: 230GPa, 탄소 섬유 평량: 269g/㎡, 매트릭스 수지 함유량: 33.4중량%, 1층의 두께: 0.26mm) 등을 사용할 수 있다.
제진 탄성층(4A)은 점탄성 수지 영역(41A)을 가진다. 점탄성 수지 영역(41A)은, CFRP층(2A)과 CFRP층(3A) 사이의 영역 전체에 걸쳐 배치되어 있다. 점탄성 수지 영역(41A)은, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어진다.
점탄성 수지 영역(41A)을 구성하는 점탄성 수지는, CFRP층(2A, 3A)의 매트릭스 수지의 강성보다도 낮은 강성을 갖는 재료로서, 예를 들면 고무나 탄성 중합체 등의 점탄성 재료(유연성 수지 재료)로 할 수 있다. 점탄성 재료는, 25℃에 있어서의 저장 탄성률이, 0.1MPa 이상 2500MPa 이하의 범위인 것이 바람직하며, 0.1MPa 이상 250MPa 이하의 범위인 것이 더욱 바람직하고, 0.1MPa 이상 25MPa 이하의 범위인 것이 한층 바람직하다. 점탄성 재료의 저장 탄성률이, 2500MPa 이하이면, 충분한 제진 성능을 얻을 수 있고, 0.1MPa 이상이면, 로보트 핸드(1A)의 강성의 저하가 적어 산업용 부품으로서 요구되는 성능을 충족시킬 수 있다. 또한, 점탄성 재료는 탄소 섬유 프리프레그를 열경화하여 CFRP층(2A, 3A)을 제작하는 점에서, 그 때에 발생하는 열에 대해 안정적인 것이 바람직하다. 또한, 점탄성 재료는 CFRP층(2A, 3A)의 매트릭스 수지와의 접착성이 우수한 재료인 것이 바람직하다.
이상의 관점에서, 점탄성 수지 영역(41A)을 구성하는 점탄성 재료는, 예를 들면, 스티렌-부타디엔 고무(SBR), 클로로프렌 고무(CR), 부틸 고무(IIR), 니트릴 고무(NBR), 및, 에틸렌프로필렌 고무(EPM, EPDM) 등의 고무, 및, 폴리에스테르 수지, 비닐에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 및, 유연쇄를 갖는 중합체인 고무나 탄성중합체 등을 첨가함으로써 탄성률을 낮게 한 에폭시 수지 등의, CFRP에 비해 유연한 재료로 할 수 있다.
섬유상 물질은 상기의 점탄성 수지보다도 높은 강성을 갖는 것으로서, 예를 들면 카본 나노 튜브, 케첸블랙, 유리 단섬유 및 탄소 단섬유 중 적어도 하나로 할 수 있다. 카본 나노 튜브는, 그 섬유 길이 방향의 영률이, 예를 들면 500GPa 이상 10000GPa 이하의 범위의 것으로 할 수 있다. 유리 단섬유는, 그 섬유길이 방향의 영률이, 예를 들면 60GPa 이상 90GPa 이하의 범위의 것으로 할 수 있다. 탄소 단섬유는 그 섬유 길이 방향의 영률이, 예를 들면 50GPa 이상 1000GPa 이하의 범위의 것으로 할 수 있다.
이러한 섬유상 물질의 길이는, 예를 들면 1㎛ 이상 6mm 이하의 범위로 할 수 있다. 섬유상 물질의 길이가, 1㎛ 이상이면, 섬유상 물질이 점탄성 수지에 미치는 전단력이 비교적 커지기 때문에, 로보트 핸드(1A)의 강성을 개선할 수 있고, 6mm 이하이면, 제진 탄성층(4A)의 저장 탄성률이 지나치게 높아지지 않고, 충분한 제진 성능이 얻어진다. 또한, 섬유상 물질의 길이를 섬유상 물질의 직경으로 나눈 종횡비는, 5 이상 600 이하의 범위인 것이 바람직하며, 5 이상 300 이하의 범위인 것이 더욱 바람직하다. 종횡비가 5 이상이면, 섬유상 물질끼리가 서로 얽히기 쉬워지기 때문에, 로보트 핸드(1A)의 강성을 개선할 수 있고, 600 이하이면, 점탄성 수지에 섬유상 물질을 혼련할 때에, 점탄성 수지 내에 섬유상 물질을 비교적 균일하게 분산시킬 수 있다.
또한, 점탄성 수지에 대한 섬유상 물질의 혼련 비율은, 예를 들면 0.1중량%이상 30중량% 이하의 범위로 할 수 있다. 점탄성 수지에 대한 섬유상 물질의 혼련 비율이, 0.1중량% 이상이면, 로보트 핸드(1A)의 강성 개선에 대한 효과가 비교적 크고, 30중량% 이하이면, 충분한 제진 성능이 얻어진다.
이러한 제진 탄성층(4A)은, 예를 들면, 점탄성 수지의 용액에 섬유상 물질을 첨가하여 교반한 후, 이것을 시트상의 형에 흘려 넣어 건조시키고, 핫프레스기로 가열·압축함으로써 제작할 수 있다.
이상 설명한 로보트 핸드(1A)는, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(BA)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2A)과 CFRP층(3A) 사이에, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련되고 강성이 비교적 높은 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41A)을 갖는 제진 탄성층(4A)이 배치되어 있기 때문에, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있다. 따라서, 로보트 핸드(1A)에 의하면, 보지 예정부(BA)에 의해 보지되고, 본체부(AA)에 유리 기판이나 반도체 기판 등이 재치되었을 때에, 일정한 굴곡 강성에 의해 적합하게 형상을 유지하면서, 진동을 신속히 감쇠시킬 수 있다.
[제 5 실시형태]
도 10 및 도 11에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1aA)는 제 4 실시형태에 따르는 로보트 핸드(1A)에 대해, 제진 탄성층(4A) 대신 제진 탄성층(4aA)을 구비하고 있는 점에서 상이하다. 제진 탄성층(4aA)은 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 2개의 점탄성 수지 영역(41aA)과, 이 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 3개의 고강성 수지 영역(42aA)을 가진다.
점탄성 수지 영역(41aA)은 각각, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))의 일단으로부터 각 폴부(21A)(폴부(31A))의 선단까지 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 이간되는 동시에 서로 대략 평행하게 되어 있다. 고강성 수지 영역(42aA)은 각 점탄성 수지 영역(41aA)의 양측에 각각 배치되어 있다. 즉, 점탄성 수지 영역(41aA)과 고강성 수지 영역(42aA)은, 로보트 핸드(1aA)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향으로 교차되는 방향을 따라, 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41aA)을 구성하는 재료는, 제 4 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41A)을 구성하는 재료와 같은 것으로 할 수 있다. 한편, 고강성 수지 영역(42aA)을 구성하는 고강성 수지는, 예를 들면 에폭시 수지 등으로 할 수 있지만, 특히, CFRP층(2A, 3A)의 매트릭스 수지와 동일한 것으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 고강성 수지 영역(42aA)은, CFRP층(2A, 3A)과 제진 탄성층(4aA)을 일체적으로 성형할 때에, CFRP층(2A, 3A)의 매트릭스 수지에 의해 CFRP층(2A, 3A)과 일체적으로 용이하게 형성된다.
이상 설명한 로보트 핸드(1aA)도, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(BA)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2A)과 CFRP층(3A) 사이에, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련되고 강성이 비교적 높은 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41aA)을 갖는 제진 탄성층(4aA)이 배치되어 있기 때문에, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 점탄성 수지 영역(41aA)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42aA)이, 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 향상된다.
[제 6 실시형태]
도 12에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1bA)는 제 5 실시형태에 따르는 로보트 핸드(1aA)의 제진 탄성층(4aA) 대신, 제진 탄성층(4bA)을 구비하고 있다. 제진 탄성층(4bA)은 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 2개의 점탄성 수지 영역(41bA)과, 점탄성 수지 영역(41bA)의 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역(42bA)을 가진다.
점탄성 수지 영역(41bA)은, 각각, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))의 일단으로부터 각 폴부(21A)(폴부(31A))의 선단 근방까지 연신되는 사다리꼴 판 형상의 영역이며, 서로 이간되어 있다. 고강성 수지 영역(42bA)은 이들 점탄성 수지 영역(41bA)을 둘러싸도록 배치되어 있다. 점탄성 수지 영역(41bA)과 고강성 수지 영역(42bA)은, 적어도 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라, 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41bA)을 구성하는 재료는, 제 4 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41A)을 구성하는 재료와 같은 것으로 할 수 있다. 또한, 고강성 수지 영역(42bA)을 구성하는 고강성 수지는, 제 5 실시형태에 따르는 고강성 수지 영역(42aA)을 구성하는 고강성 수지와 같은 것으로 할 수 있다.
여기에서, 고강성 수지 영역(42bA)에는, 냉각수나 냉각 가스 등의 냉매(열 매체)를 유통시키기 위한 유로(열 매체 유로)(5A)가, 2개의 점탄성 수지 영역(41bA)의 외연(SA)을 따라 형성되어 있다. 또한, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))에 있어서 유로(5A)의 시단에 대응하는 위치에는, 유로(5A)에 냉매를 도입하기 위한 도입구(6A)가 형성되어 있고, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))에 있어서 유로(5A)의 종단에 대응하는 위치에는, 유로(5A)로부터 냉매를 도출하기 위한 도출구(7A)가 형성되어 있다.
이상 설명한 로보트 핸드(1bA)도, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(BA)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2A)과 CFRP층(3A) 사이에, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련되고 강성이 비교적 높은 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41bA)을 갖는 제진 탄성층(4bA)이 배치되어 있기 때문에, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 점탄성 수지 영역(41bA)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42bA)이, 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 향상된다. 또한, 로보트 핸드(1bA)에 있어서는, 고강성 수지 영역(42bA)에 형성된 유로(5A)에 냉매를 유통시킴으로써, 로보트 핸드(1bA)를 적합하게 냉각시킬 수 있다. 특히, 유로(5A)가 점탄성 수지 영역(41bA)의 외연(SA)을 따라 형성되어 있기 때문에, 점탄성 수지 영역(41bA)을 효율적으로 냉각시킬 수 있다.
또한, 유로(5A)에 유통시키는 열 매체는, 냉매로 한정되지 않고, 로보트 핸드(1bA) 및 점탄성 수지 영역(41bA)을 가열하기 위한 열 매체로 할 수 있다. 따라서, 유로(5A)에 유통시키는 열 매체를, 냉각용의 것이나 가열용의 것으로 적절히 변경함으로써, 로보트 핸드(1bA) 및 점탄성 수지 영역(41bA)의 온도를 적합하게 조정할 수 있다.
상기 제 5 및 제 6 실시형태에 따르는 제진 탄성층(4aA) 및 제진 탄성층(4bA)은, 예를 들면, 이하와 같은 형태로 할 수 있다.
즉, 제진 탄성층(4aA, 4bA)은, 도 13에 도시되는 바와 같이, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))의 접속부(22A)(접속부(32A)) 위에 배치되고 평면에서 볼 때에 정방형상의 단일한 점탄성 수지 영역(41cA)과, 이 점탄성 수지 영역(41cA)을 둘러싸도록 배치된 고강성 수지 영역(42cA)을 갖는 것으로 할 수 있다. 이 경우도, 점탄성 수지 영역(41cA)과 고강성 수지 영역(42cA)은, 적어도 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로(여기에서는, 고강성 수지 영역(42cA), 점탄성 수지 영역(41cA), 고강성 수지 영역(42cA)의 순으로) 배열되어 있다.
또한, 제진 탄성층(4aA, 4bA)은, 도 14에 도시되는 바와 같이, 서로 이간되어 배치된 3개의 점탄성 수지 영역(41dA)과, 이들의 점탄성 수지 영역(41dA)을 둘러싸도록 배치된 고강성 수지 영역(42dA)을 갖는 것으로 할 수 있다. 점탄성 수지 영역(41dA)은 각각, CFRP층(2A)(CFRP층(3A))의 일단으로부터 CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향을 따라 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 대략 평행하게 되어 있다. 이 경우도, 점탄성 수지 영역(41dA)과 고강성 수지 영역(42dA)은, 적어도 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2A, 3A)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41cA, 41dA)을 구성하는 재료는, 각각, 제 4 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41A)을 구성하는 재료와 같다. 또한, 고강성 수지 영역(42cA, 42dA)을 구성하는 고강성 수지는, 각각, 제 5 실시형태에 따르는 고강성 수지 영역(42aA)을 구성하는 고강성 수지와 같다.
[제 7 실시형태]
도 15에 도시되는 바와 같이, 로보트 핸드(1fA)는 본체부(AA)와, 본체부(AA)의 일단으로부터 연설되고, 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부(BA) 로 이루어진다. 이러한 로보트 핸드(1fA)도, 예를 들면 유리 기판이나 반도체 기판 등을 반송하기 위한 산업용 로보트에 적용할 수 있다. 그 경우, 로보트 핸드(1fA)는 보지 예정부(BA)를 개재하여 산업용 로보트에 고정되고, 본체부(AA) 위에 유리 기판이나 반도체 기판 등의 반송 대상물이 재치되게 된다.
로보트 핸드(1fA)는 장방형상의 단면을 갖는 장척 통 형상의 CFRP층(2fA)과, CFRP층(2fA) 위에 적층되고 장방형상의 단면을 갖는 장척 통 형상의 CFRP층(3fA)과, CFRP층(2fA)과 CFRP층(3fA) 사이에 배치된 제진 탄성층(4fA)을 구비하고 있다. 보지 예정부(BA)는 이들 CFRP층(2fA, 3fA) 및 제진 탄성층(4fA)의 일단부에 의해 구성되어 있다. CFRP층(2fA, 3fA)은 탄소 섬유층에 매트릭스 수지(예를 들면 에폭시 수지)를 함침시켜 이루어지는 탄소 섬유 프리프레그를, 알루미늄 등의 심금에 감아 적층하고, 열경화하여 제작된다.
제진 탄성층(4fA)은 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 단일한 점탄성 수지 영역(41fA)과, 이 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역(42fA)을 가진다. 점탄성 수지 영역(41fA)은 CFRP층(2fA, 3fA)의 일단에서부터 타단까지 연신되는 사다리꼴 판 형상의 영역이며, CFRP층(2fA)의 일측면 위에 배치되어 있다. 고강성 수지 영역(42fA)은 점탄성 수지 영역(41fA)의 양측에 배치되어 있다. 점탄성 수지 영역(41fA)과 고강성 수지 영역(42fA)은, 로보트 핸드(1fA)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2fA, 3fA)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로(여기에서는, 고강성 수지 영역(42fA), 점탄성 수지 영역(41fA), 고강성 수지 영역(42fA)의 순으로) 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41fA) 및 고강성 수지 영역(42fA)은, 각각, 제 5 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41aA) 및 고강성 수지 영역(42aA)과 같은 재료로 이루어지는 것으로 할 수 있다.
이상 설명한 로보트 핸드(1fA)도, 로보트에 편입될 때에, 보지 예정부(BA)가 보지된다. 이 때, CFRP층(2fA)과 CFRP층(3fA) 사이에, 점탄성 수지와 점탄성 수지에 혼련되고 강성이 비교적 높은 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역(41fA)을 갖는 제진 탄성층(4fA)이 배치되어 있기 때문에, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있다. 또한, 점탄성 수지 영역(41fA)과 강성이 비교적 높은 고강성 수지 영역(42fA)이, 보지 예정부(BA)에 있어서, CFRP층(2fA, 3fA)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있기 때문에, CFRP층(2fA, 3fA)의 길이 방향을 따른 굴곡 강성이 향상된다.
또한, 제진 탄성층(4fA)은, 예를 들면, 도 16에 도시되는 바와 같이, CFRP층(2fA)의 일측면 위에 배치되고 서로 이간된 2개의 점탄성 수지 영역(41gA)과, 각 점탄성 수지 영역(41gA)의 양측에 배치된 고강성 수지 영역(42gA)을 갖는 것으로 할 수 있다. 이들 점탄성 수지 영역(41gA)은, 각각, CFRP층(2fA, 3fA)의 일단으로부터 타단까지 연신되는 직방체상의 영역이며, 서로 대략 평행하게 되어 있다. 이 경우에 있어서도, 점탄성 수지 영역(41gA)과 고강성 수지 영역(42gA)은, 로보트 핸드(1fA)의 전장에 걸쳐, CFRP층(2fA, 3fA)의 길이 방향에 교차하는 방향을 따라 교대로 배열되어 있다.
또한, 점탄성 수지 영역(41gA) 및 고강성 수지 영역(42gA)은, 각각, 제 5 실시형태에 따르는 점탄성 수지 영역(41aA) 및 고강성 수지 영역(42aA)과 같은 재료로 이루어진다.
여기에서, 상기한 점탄성 수지 영역(41fA, 41gA)은, CFRP층(2fA)의 일측면 위로 한정되지 않고, CFRP층(2fA)의 복수의 측면 위에 배치되어도 좋다. 예를 들면, 점탄성 수지 영역(41fA, 41gA)은, CFRP층(2fA)의 상면 위와 상기 상면에 대향하는 하면 위에 배치할 수 있다. 여기에서, CFRP층(2fA)의 상면 및 하면은, 로보트 핸드(1fA)의 진동 방향에 교차하는 방향을 따라 연신되는 면이다. 또한, 점탄성 수지 영역(41fA, 41gA)은, CFRP층(2fA)의 상면 및 하면 외에, CFRP층(2fA)의 다른 2개의 측면 위에 배치할 수도 있다. 이와 같이, CFRP층(2fA)의 복수의 측면 위에 점탄성 수지 영역(41fA, 41gA)을 배치하면, 제진성을 한층 향상시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 굴곡 강성을 확보하면서 제진성을 향상시킬 수 있는 로보트 핸드를 제공하는 것이 가능해진다.
1, 1a, 1d…로보트 핸드
2, 2d, 3, 3d…CFRP층
4, 4a, 4b, 4c, 4d, 4f…제진 탄성층
41, 41a, 41b, 41c, 41d, 41f…점탄성 수지 영역
42, 42a, 42b, 42c, 42d, 42f…고강성 수지 영역
B…보지 예정부
1A, 1aA, 1bA, 1fA…로보트 핸드
2A, 2fA, 3A, 3fA…CFRP층
4A, 4aA, 4bA, 4fA…제진 탄성층
41A, 41aA, 41bA, 41cA, 41dA, 41fA, 41gA…점탄성 수지 영역
42aA, 42bA, 42cA, 42dA, 42fA, 42gA…고강성 수지 영역
BA…보지 예정부.

Claims (8)

  1. 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부를 갖는 로보트 핸드로서,
    서로 적층된 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과,
    상기 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에 배치된 제진 탄성층을 구비하고,
    상기 제진 탄성층은, 점탄성 수지로 이루어지는 점탄성 수지 영역과, 상기 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역을 가지고,
    상기 점탄성 수지 영역과 상기 고강성 수지 영역은, 상기 보지 예정부에 있어서, 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 고강성 수지는 상기 제 1 및 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지와 동일하며,
    상기 고강성 수지 영역은, 상기 제 1 및 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 고강성 수지 영역에는, 열 매체를 유통시키기 위한 열 매체 유로가 상기 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  4. 서로 적층된 제 1 및 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과,
    상기 제 1 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층 사이에 배치된 제진 탄성층을 구비하고,
    상기 제진 탄성층은 점탄성 수지와 상기 점탄성 수지에 혼련된 섬유상 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 점탄성 수지 영역을 가지고,
    상기 섬유상 물질은 상기 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  5. 제 4 항에 있어서, 상기 제진 탄성층은, 상기 점탄성 수지의 강성보다도 높은 강성을 갖는 고강성 수지로 이루어지는 고강성 수지 영역을 또한 가지고,
    상기 점탄성 수지 영역과 상기 고강성 수지 영역은, 상기 로보트 핸드가 로보트에 편입될 때에 보지되는 보지 예정부에 있어서, 교대로 배열되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 고강성 수지는 상기 제 1 및 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층을 구성하는 수지와 동일하고,
    상기 고강성 수지 영역은, 상기 제 1 및 상기 제 2 탄소 섬유 강화 플라스틱층과 일체적으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 고강성 수지 영역에는, 열 매체를 유통시키기 위한 열 매체 유로가 상기 점탄성 수지 영역의 외연을 따라 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
  8. 제 4 항 내지 제 7 항 중의 어느 한 항에 있어서, 상기 섬유상 물질은 카본 나노 튜브, 케첸블랙, 유리 단섬유 및 탄소 단섬유 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 로보트 핸드.
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