TWI498260B - Support rod and substrate storage case - Google Patents
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Description
本發明係關於一種用於支持基板之支持桿、及用於收容基板之基板收容匣。
例如,在液晶顯示器(LCD)之製造步驟中,有在步驟期間將玻璃基板暫時收容於基板收容匣內之複數段收容部之情形。作為如此之基板收容匣,已知有將基端作為固定端且將前端作為自由端,利用在水平方向延伸之複數個支持桿,就每個收容部支持1片玻璃基板者(例如,參照專利文獻1、2)。
[專利文獻1]日本特開2005-340480號公報
[專利文獻2]日本特開2007-196615號公報
然而,如上所述之基板收容匣從增加玻璃基板之收容片數之觀點考慮,會有儘量抑制各收容部之高度之傾向。在如此之傾向下,為儘快進行玻璃基板相對各收容部之搬入及搬出、提高生產效率,遂而更加強烈地期望能確保支持桿之剛性及提高振動衰減特性。
因此,本發明之目的在於提供一種可謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高的支持桿、及具備如此之支持桿之基板收容匣。
為解決上述問題,本發明之支持桿之特徵為:其係以基端為固定端且以前端為自由端,用於在延伸於水平方向之狀態下支持基板,且具備:包含纖維強化塑膠,且從基端延伸至前端之圓管狀之內側層;至少配置於內側層之基端側之部分之上側及下側的阻尼彈性層;及包含纖維強化塑膠,且以覆蓋阻尼彈性層的方式配置於內側層之外側之外側層。
該支持桿至少在成為固定端之基端側之部分,於包含纖維強化塑膠之內側層與外側層之間,配置有阻尼彈性層。藉此,可謀求振動衰減時間之縮短化等振動衰減特性之提高。且,包含纖維強化塑膠之內側層為圓管狀,該包含纖維強化塑膠之外側層係以覆蓋阻尼彈性層的方式配置於內側層之外側。藉此,可防止應用阻尼彈性層所引起之剛性降低。因此,根據該支持桿,可謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高。再者,阻尼彈性層較佳為包含比纖維強化塑膠更柔軟之材料,尤其是橡膠、彈性體等之彈性材料之層。
在本發明之支持桿中,阻尼彈性層較佳為在內側層之周向上連續。又,阻尼彈性層較佳為從基端延伸至前端。再者,阻尼彈性層之積層數較佳為使基端側多於前端側。根據該等構成,可進一步謀求振動衰減特性之提高。另,阻尼彈性層之積層數包含前端側為0(零)層之情形。
在本發明之支持桿中,在將複數層阻尼彈性層積層之情形下,較佳的是,阻尼彈性層係介隔包含纖維強化塑膠之中間層而積層。根據該構成,即使為了更進一步謀求振動衰減特性之提高而將複數層阻尼彈性層積層,亦可謀求剛性之確保。
又,本發明之基板收容匣之特徵在於具備:用於收容基板之框體;及設置於框體內之複數支上述支持桿。該基板收容匣如上所述,可謀求支持桿之剛性之確保及振動衰減特性之提高。
根據本發明,可提供一種能夠謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高之支持桿、及具備如此之支持桿之基板收容匣。
以下,玆參照圖式詳細地說明本發明之較佳之實施形態。另,在各圖中,對相同或相當部分係附注相同之符號,並省略重複之說明。
如圖1所示,基板收容匣1具備用於收容基板S之長方體箱狀之框體2。框體2之一側壁上形成有用於進行基板S相對框體2內之搬入及搬出之開口2a。框體2內設有複數段(例如20~30段)收容部3。該基板收容匣1例如係在液晶顯示器(LCD)之製造步驟中使用,係將玻璃基板作為基板S,利用機械手暫時收容於各收容部3。
於各收容部3配置有複數支(例如3支)支持桿10、複數支(例如3支)側桿4及複數個(例如3支)側桿5。藉此,於各收容部3中,係利用複數支支持桿10、複數支側桿4及複數支側桿5水平地支持1片基板S。
支持桿10係以懸臂狀態固定在對向於開口2a之框體2之背面,且在水平方向延伸。即,支持桿10係以基端10a為固定端且以前端10b為自由端,並以於水平方向延伸之狀態支持基板S。支持桿10之前端10b到達開口2a附近。
側桿4係以懸臂狀態固定在垂直於與開口2a對向之背面之框體2的一側面,且於水平方向延伸。即,側桿4係以基端4a為固定端且以前端4b為自由端,並以在水平方向延伸之狀態支持基板S之一緣部。側桿4之前端4b到達一方之支持桿10附近。
側桿5係以懸臂狀態固定在垂直於與開口2a對向之背面之框體2的另一側面,且於水平方向延伸。即,側桿5係以基端5a為固定端且以前端5b為自由端,並以在水平方向延伸之狀態支持基板S之另一緣部。側桿5之前端5b到達另一方之支持桿10附近。
就上述之支持桿10之構成,更詳細地進行說明。另,側桿4、5亦可採用與支持桿10相同之構成。
如圖2所示,支持桿10係呈隨著朝向前端10b而漸細之錐形中空管。藉此,即使載置基板S,以致支持桿10之前端10b向下方略微撓曲,亦可於上下方向上相鄰之收容部3間充分維持支持桿10之前端10b的間隔。再者,圖1雖未圖示,但在對向於開口2a之框體2之背面,立設有圓柱狀之突起構件,該突起構件係插入至支持桿10之基端10a側之端部,且藉由接著等相互固定。
如圖2及3所示,支持桿10具備從基端10a延伸至前端10b之圓管狀(換而言之,圓筒狀)的內側層11。內側層11係由從基端10a延伸至前端10b之圓管狀之阻尼彈性層12所覆蓋。再者,阻尼彈性層12係由從基端10a延伸至前端10b之圓管狀之外側層13所覆蓋,且外側層13之上側及下側係由從基端10a延伸至前端10b之剖面圓弧狀之外側層14所覆蓋。即,阻尼彈性層12係在內側層11之周向上連續,且從基端10a延伸至前端10b。又,外側層13係以覆蓋阻尼彈性層12的方式配置於內側層11之外側。再者,圓弧狀之外側層14之剖面圓周方向之長度為相當於圓周之大概1/4之長度,即,角度相當於大概90°之長度。
內側層11及外側層13、14包含GFRP(glass fiber reinforced plastics:玻璃纖維強化塑膠)或CFRP(carbon fiber reinforced plastics:碳纖維強化塑膠)等之纖維強化塑膠,係藉由將1片或複數片(例如,內側層11為8片,外側層13為1片,外側層14為3片)之半固化片積層而構成。又,阻尼彈性層12較佳為包含比纖維強化塑膠更柔軟之材料,尤其是橡膠、彈性體等之彈性材料之層。作為阻尼彈性層之儲存彈性率,期望為0.1~500 MPa,較佳為0.1~100 MPa,更佳為0.1~50 MPa。又,作為阻尼彈性層,由於係藉由熱硬化進行從碳纖維半固化片至CFRP之轉換,故較佳為使用亦對此時之熱為安定之材料。再者,阻尼彈性層較佳為與CFRP之母材樹脂的環氧樹脂材之接著性優良的材料。從如此之觀點來看,作為柔軟性樹脂材料,較佳為包含藉由添加苯乙烯-丁二烯橡膠(SBR)、氯丁二烯橡膠(CR)、丁基橡膠(IIR)、腈橡膠(NBR)、乙烯丙烯橡膠(EPM、EPDM)等之橡膠,或具柔軟鏈之聚合物之橡膠、彈性體等,使彈性率降低之比環氧樹脂、聚酯樹脂、乙烯酯樹脂、聚胺酯樹脂等纖維強化塑膠柔軟的材料。
如上說明,支持桿10在包含纖維強化塑膠之內側層11與外側層13之間,以在內側層11之周向上連續且從基端10a延伸至前端10b的方式配置有阻尼彈性層12。藉此,可謀求振動衰減時間之縮短化等振動衰減特性之提高。且,包含纖維強化塑膠之內側層11為圓管狀,以包含纖維強化塑膠之內側層11與外側層13包夾有阻尼彈性層12。藉此可防止應用阻尼彈性層12所引起之剛性之降低。因此,根據支持桿10,可謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高。
第2實施形態之基板收容匣之構成與第1實施形態之基板收容匣1相同,而第2實施形態之支持桿20與第1實施形態之支持桿10之不同點在於阻尼彈性層12不是從基端10a延伸至前端10b。即,如圖4所示,支持桿20係呈隨著朝向前端20b漸細之錐形中空導管,基端20a至全長之1/3之基端側部分21,與前端20b至全長之2/3之前端側部分22具有相互不同之積層構造。
如圖4及5所示,在支持桿20之基端側部分21,圓管狀之內側層11係由圓管狀之阻尼彈性層12所覆蓋,且阻尼彈性層12係由圓管狀之外側層13所覆蓋。外側層13之上側及下側係由剖面圓弧狀之外側層14所覆蓋。另一方面,如圖4及6所示,在支持桿20之前端側部分22,從基端20a延伸至前端20b之圓管狀之內側層11,係由從基端20a延伸至前端20b之圓管狀之外側層13直接覆蓋。外側層13之上側及下側係由從基端20a延伸至前端20b之剖面圓弧狀之外側層14覆蓋。
即,阻尼彈性層12係僅配置於內側層11之基端20a側之部分,外側層13係以覆蓋阻尼彈性層12的方式配置於內側層11之外側。又,阻尼彈性層12之積層數係以在基端側部分21為1層,在前端側部分22為0(零)層之方式,使基端20a側多於前端20b側。
如上所述構成之支持桿20上,係以覆蓋內側層11之基端20a側之部分的方式(即,以在內側層11之周向上連續的方式)配置有阻尼彈性層12。藉此,可謀求振動衰減時間之縮短化等振動衰減特性之提高。且,包含纖維強化塑膠之內側層11為圓管狀,且以包含纖維強化塑膠之內側層11與外側層13包夾有阻尼彈性層12。藉此,可防止應用阻尼彈性層12所引起之剛性之降低。因此,根據支持桿20,可謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高。
第3實施形態之基板收容匣之構成與第1實施形態之基板收容匣1相同,而第3實施形態之支持桿30與第1實施形態之支持桿10之不同點在於阻尼彈性層12在基端30a側為複數層。即,如圖7所示,支持桿30係呈隨著朝向前端30b漸細之錐形中空導管,且基端30a至全長之1/3之基端側部分31,與前端30b至全長之2/3之前端側部分32具有相互不同之積層構造。
如圖7及8所示,在支持桿30之基端側部分31中,圓管狀之內側層11係由圓管狀之阻尼彈性層12覆蓋,阻尼彈性層12係由圓管狀之中間層15覆蓋。再者,中間層15係由圓管狀之阻尼彈性層12覆蓋,阻尼彈性層12係由圓管狀之外側層13覆蓋。外側層13之上側及下側係由剖面圓弧狀之外側層14覆蓋。另一方面,如圖7及9所示,在支持桿30之前端側部分32中,從基端30a延伸至前端30b之圓管狀之內側層11,係由從基端30a延伸至前端30b之圓管狀之阻尼彈性層12覆蓋,阻尼彈性層12係由從基端30a延伸至前端30b之圓管狀之中間層15覆蓋(即,內側層11、阻尼彈性層12及中間層15皆係從基端30a延伸至前端30b)。再者,在前端側部分32中,中間層15係由從基端30a延伸至前端30b之圓管狀之外側層13直接覆蓋。外側層13之上側及下側係由從基端30a延伸至前端30b之剖面圓弧狀之外側層14覆蓋。此處,中間層15與內側層11及外側層13相同,係包含纖維強化塑膠,且係藉由將1片或複數片(例如4片)半固化片積層而構成。
即,複數層阻尼彈性層12係介隔包含纖維強化塑膠之中間層15而積層,且外側層13係以覆蓋阻尼彈性層12的方式配置於內側層11之外側。又,阻尼彈性層12之積層數係以基端側部分31為2層,前端側部分32為1層之方式,使基端30a側多於前端30b側。
如上構成之支持桿30中,於包含纖維強化塑膠之內側層11與中間層15之間,以在內側層11之周向上連續且從基端30a延伸至前端30b的方式,配置有阻尼彈性層12。再者,在支持桿30之基端側部分31中,於包含纖維強化塑膠之中間層15與外側層13之間,以在內側層11之周向上連續的方式配置有阻尼彈性層12。如此,藉由使基端30a側之阻尼彈性層12之積層數多於前端30b側,可謀求振動衰減時間之縮短化等振動衰減特性之提高。且,在支持桿30之基端側部分31中,包含纖維強化塑膠之內側層11為圓管狀,且由包含纖維強化塑膠之內側層11、中間層15及外側層13包夾有阻尼彈性層12。再者,在支持桿30之前端側部分32中,包含纖維強化塑膠之內側層11為圓管狀,且以包含纖維強化塑膠之內側層11與中間層15包夾有阻尼彈性層12。藉此,可防止應用阻尼彈性層12所引起之剛性之降低。因此,根據支持桿30,可謀求剛性之確保及振動衰減特性之提高。
本發明並不限定於上述之各實施形態。例如,支持桿並不限定於錐形狀者,亦可為從基端至前端具有相等之外徑者。又,阻尼彈性層並不限定於在內側層之周向上連續者,只要為至少配置於內側層之基端側之部分之上側及下側者即可。
作為比較例,準備除不存在阻尼彈性層12此點以外,具有與第1實施形態之支持桿10相同之構成之支持桿。具體之樣式如表1所示,如下,製造比較例之支持桿。
製造具有錐形之中空圓形導管時,首先,準備前端側直徑為21 mm,手邊側直徑為34 mm,長度為2380 mm之鋼製心軸。其後,使用於玻璃纖維布含浸環氧樹脂而成之玻璃纖維半固化片(股份有限公司Daito製,商品名:H150-EP),於心軸纏繞8層,形成壁厚1 mm之內側層。使玻璃纖維之配向方向與支持桿之長度方向及圓周方向大體一致。
其次,於上述內側層之外側,一面使碳纖維於一方向聚攏,一面含浸以環氧樹脂,進而纏繞1層貼合有玻璃網格布之碳纖維半固化片(新日本石油股份有限公司製,商品名:E6026E-31K3),形成壁厚0.25 mm之全周之外側層。使碳纖維之配向方向與支持桿之長度方向大體一致。
再者,上述全周之外側層之上下部分中,作為配置在相當於圓周之1/4之長度,即角度相當於90°之長度之部分上的上下外側層,係藉由配置積層有3層碳纖維半固化片(新日本石油股份有限公司製,商品名:E6026E-31K3)之半固化片,而形成上下外側層之壁厚均為0.75 mm之層。使碳纖維之配向方向與支持桿之長度方向大體一致。
最後,藉由纏繞寬為10 mm之熱收縮帶(聚丙烯製)而固定半固化片,同時加熱內側層、全周外側層及上下外側層使之硬化,硬化後抽出芯材,藉此獲得手邊側長徑(鉛直方向)為38 mm、前端側長徑(鉛直方向)為25 mm、手邊側短徑(水平方向)為36.5 mm、前端側短徑(水平方向)為23.5 mm之橢圓管狀之支持桿。
作為實施例1,準備具有與第1實施形態之支持桿10相同之構成的支持桿。具體之樣式如表2所示,如下,製造實施例1之支持桿。
使用玻璃纖維半固化片(Daito股份有限公司製,商品名:H150-EP),於心軸纏繞8層,形成壁厚為1 mm之內側層。使玻璃纖維之配向方向與支持桿之長度方向及圓周方向大體一致。其後,於其外側纏繞1層阻尼彈性層(Ask工業股份有限公司製,商品名:Asnersheet、苯乙烯-丁二烯橡膠製,厚度為0.12 mm)。
其次,於上述阻尼彈性層之外側,纏繞1層碳纖維半固化片(新日本石油股份有限公司製,商品名:E6026E-31K3),形成壁厚為0.25 mm之全周外側層。使碳纖維之配向方向與支持桿之長度方向大體一致。
再者,上述全周之外側層之上下部分中,作為配置在相當於圓周之1/4之長度,即角度相當於90°之長度之部分的上下外側層,係藉由配置積層有3層碳纖維半固化片(新日本石油股份有限公司製,商品名:E6026E-31K3)之半固化片,而形成上下之外側層(壁厚均為0.75 mm之層)。使碳纖維之配向方向與支持桿之長度方向大體一致。
最後,藉由纏繞寬為10 mm之熱收縮帶(聚丙烯製)而固定半固化片,同時加熱內側層、阻尼彈性層、全周外側層及上下外側層使之硬化,硬化後抽出芯材,藉此獲得手邊側長徑(鉛直方向為)38.24 mm、前端側長徑(鉛直方向)為25.24 mm、手邊側短徑(水平方向)為36.74 mm、前端側短徑(水平方向)為23.74 mm之橢圓管狀之支持桿。
作為實施例2,準備具有與第2實施形態之支持桿20相同之構成之支持桿。具體之樣式如表3及4所示。在實施例2中,於從基端20a至全長之1/3之基端側部分21(表3),與實施例1同樣地配置有阻尼彈性層,而從前端20b至全長之2/3之前端側部分22(表4)為與比較例相同之積層構成(即,不具阻尼彈性層)。
作為實施例3,準備具有與第3實施形態之支持桿30相同之構成之支持桿。具體之樣式如表5及6所示。實施例3係組合實施例1與實施例2之形態。即,首先,除了在基端30a至前端30b配置有1層阻尼彈性層以外,又於基端30a至全長之1/3之基端側部分31追加有1層阻尼彈性層。即,於基端30a至全長之1/3之基端側部分31配置有2層阻尼彈性層,於前端30b至全長之2/3之前端側部分32配置有1層阻尼彈性層。
在表1~4中,配向角度是指半固化片中之纖維相對於支持桿之長度方向所成之角度。且,0/90是指配向角度為0°之半固化片與配向角度為90°之半固化片交替地積層。
另,作為支持桿之積層構成,亦有僅使用碳纖維半固化片(例如,新日本石油股份有限公司製,商品名:E6026E-31K3)之情形。又,亦有不使用上下外側層,即具有正圓狀剖面之情形。再者,亦可採用將阻尼彈性層配置於上下外側層之層間之構造,即,僅配置於支持桿之上下部分,相當於圓周方向之長度之大概1/4之部分。
對如上構成之比較例及實施例1~3之支持桿之前端賦與初始負載1.8 kg,並計測卸載該初始負載後之衰減自由振動波形。其結果,如圖10所示,在比較例中,卸載初始負載後即使經過15秒,亦存在±5 mm之振動。與此相對,如圖11所示,在實施例1中,在卸載初始負載後經過10秒之時點,收斂於±1 mm以下之振動。又,如圖12所示,在實施例2中,在卸載初始負載後經過15秒之時點,收斂於±2 mm以下之振動。再者,又,如圖13所示,在實施例3中,在卸載初始負載後經過5秒之時點,收斂於±5 mm以下之振動。從該等之結果來看,發現至少配置於內側層11之基端10a、20a、30a側之部分中的阻尼彈性層12之存在,大幅有助於振動衰減時間之縮短化等振動衰減特性之提高。
再者,相對支持桿之壁厚為0.5 mm~1.5 mm,阻尼彈性層之厚度相對支持桿之壁厚較佳為其6.7~40%,例如0.1 mm~0.2 mm。
1...基板收容匣
2...框體
10、20、30...支持桿
10a、20a、30a...基端
10b、20b、30b...前端
11...內側層
12...阻尼彈性層
13...外側層
15...中間層
S...基板
圖1係本發明基板收容匣之第1實施形態之立體圖。
圖2係本發明支持桿之第1實施形態之側視圖。
圖3係沿著圖2之III-III線之剖面圖。
圖4係本發明之支持桿之第2實施形態之側視圖。
圖5係沿著圖4之V-V線之剖面圖。
圖6係沿著圖4之VI-VI線之剖面圖。
圖7係本發明支持桿之第3實施形態之側視圖。
圖8係沿著圖7之VIII-VIII線之剖面圖。
圖9係沿著圖7之IX-IX線之剖面圖。
圖10係顯示比較例之經過時間與撓度之關係之圖。
圖11係顯示實施例1之經過時間與撓度之關係之圖。
圖12係顯示實施例2之經過時間與撓度之關係之圖。
圖13係顯示實施例3之經過時間與撓度之關係之圖。
10...支持桿
11...內側層
12...阻尼彈性層
13...外側層
14...外側層
Claims (4)
- 一種支持桿,其特徵為其係以基端為固定端,且以前端為自由端,用於在延伸於水平方向之狀態下支持基板,且包含:包含纖維強化塑膠,且從上述基端延伸至上述前端之圓管狀之內側層;至少配置於上述內側層之上述基端側之部分之上側及下側的阻尼彈性層;及包含纖維強化塑膠,且以覆蓋上述阻尼彈性層的方式配置於上述內側層外側之外側層,其中上述基端側之上述阻尼彈性層之積層數多於上述前端側,上述阻尼彈性層僅配置於上述內側層之上述基端側之部分。
- 如請求項1之支持桿,其中上述阻尼彈性層係在上述內側層之周向上連續。
- 如請求項1或2之支持桿,其中在將複數層上述阻尼彈性層積層之情形下,上述阻尼彈性層係介隔包含纖維強化塑膠之中間層而積層。
- 一種基板收容匣,其特徵為包含:用於收容基板之框體;及以複數支設置於上述框體內之如請求項1至3中任一項之支持桿。
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