WO2011062219A1 - サポートバー及び基板収納カセット - Google Patents

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WO2011062219A1
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support bar
layer
damping elastic
elastic layer
inner layer
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振一 竹村
徹 田山
大介 内田
Original Assignee
Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社
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    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
    • H01L21/673—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere using specially adapted carriers or holders; Fixing the workpieces on such carriers or holders
    • H01L21/6732—Vertical carrier comprising wall type elements whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising sidewalls
    • H01L21/67323—Vertical carrier comprising wall type elements whereby the substrates are horizontally supported, e.g. comprising sidewalls characterized by a material, a roughness, a coating or the like
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/67—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere
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    • H01L21/67748—Apparatus specially adapted for handling semiconductor or electric solid state devices during manufacture or treatment thereof; Apparatus specially adapted for handling wafers during manufacture or treatment of semiconductor or electric solid state devices or components ; Apparatus not specifically provided for elsewhere for conveying, e.g. between different workstations into and out of processing chamber horizontal transfer of a single workpiece

Definitions

  • the present invention relates to a support bar for supporting a substrate and a substrate storage cassette for storing the substrate.
  • a glass substrate may be temporarily stored in a plurality of storage units in a substrate storage cassette between processes.
  • a substrate storage cassette one in which one glass substrate is supported for each storage unit by a plurality of support bars extending in a horizontal direction with a base end as a fixed end and a front end as a free end is known.
  • the height of each storage portion tends to be suppressed as much as possible from the viewpoint of increasing the number of glass substrates stored.
  • securing the rigidity of the support bar and improving the vibration damping characteristics are strongly desired.
  • an object of the present invention is to provide a support bar capable of ensuring rigidity and improving vibration damping characteristics, and a substrate storage cassette including such a support bar.
  • a support bar is a support bar for supporting a substrate in a state where a base end extends in a horizontal direction with a fixed end and a distal end as a free end, and is a fiber-reinforced plastic.
  • a cylindrical inner layer extending from the proximal end to the distal end, a damping elastic layer disposed on the upper side and the lower side of at least the proximal side portion of the inner layer, and a fiber reinforced plastic, And an outer layer disposed outside the inner layer so as to cover the vibration-damping elastic layer.
  • a vibration-damping elastic layer is disposed between the inner layer and the outer layer made of fiber reinforced plastic at least at the base end side portion serving as a fixed end.
  • the inner layer made of fiber reinforced plastic is tubular, and the outer layer made of fiber reinforced plastic is arranged outside the inner layer so as to cover the vibration damping elastic layer.
  • the vibration-damping elastic layer is preferably a flexible material as compared with fiber reinforced plastic, and is a layer made of an elastic material such as rubber or elastomer.
  • the damping elastic layer is preferably continuous in the circumferential direction of the inner layer. Moreover, it is preferable that the damping elastic layer extends from the proximal end to the distal end. Furthermore, it is preferable that the number of laminated damping elastic layers is larger on the proximal side than on the distal side. According to these configurations, it is possible to further improve the vibration damping characteristics. Note that the number of laminated damping elastic layers includes the case of 0 (zero) layer on the tip side.
  • the vibration damping elastic layer is preferably laminated via an intermediate layer made of fiber reinforced plastic. According to this configuration, even when a plurality of vibration damping elastic layers are stacked in order to further improve the vibration damping characteristics, it is possible to ensure rigidity.
  • the substrate storage cassette according to the present invention is characterized by including a housing for storing the substrate and a plurality of the support bars installed in the housing.
  • this substrate storage cassette as described above, it is possible to ensure the rigidity of the support bar and improve the vibration damping characteristics.
  • a support bar capable of ensuring rigidity and improving vibration damping characteristics
  • a substrate storage cassette including such a support bar
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a substrate storage cassette according to the present invention. It is a side view of a 1st embodiment of a support bar concerning the present invention.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2. It is a side view of 2nd Embodiment of the support bar which concerns on this invention.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along line VV in FIG. 4.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 4.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line VIII-VIII in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along line IX-IX in FIG. 7.
  • the substrate storage cassette 1 includes a rectangular parallelepiped box-shaped housing 2 for storing the substrate S. On one side wall of the housing 2, an opening 2 a for carrying the substrate S into and out of the housing 2 is formed. A plurality of (for example, 20 to 30) storage units 3 are provided in the housing 2.
  • the substrate storage cassette 1 is used, for example, in a manufacturing process of a liquid crystal display (LCD), and a glass substrate as a substrate S is temporarily stored in each storage unit 3 by a robot hand.
  • LCD liquid crystal display
  • Each storage unit 3 is provided with a plurality of (for example, three) support bars 10, a plurality of (for example, three) side bars 4 and a plurality of (for example, three) side bars 5.
  • a plurality of (for example, three) support bars 10 a plurality of (for example, three) side bars 4 and a plurality of (for example, three) side bars 5.
  • one substrate S is horizontally supported by the plurality of support bars 10, the plurality of side bars 4, and the plurality of side bars 5.
  • the support bar 10 is fixed in a cantilevered manner to the back surface of the housing 2 facing the opening 2a and extends in the horizontal direction. That is, the support bar 10 supports the substrate S in a state where the base end 10a is a fixed end and the front end 10b is a free end and extends in the horizontal direction. The tip 10b of the support bar 10 reaches the vicinity of the opening 2a.
  • the side bar 4 is fixed in a cantilever manner to one side surface of the casing 2 perpendicular to the back surface facing the opening 2a, and extends in the horizontal direction. That is, the side bar 4 supports one edge of the substrate S in a state where the base end 4a is a fixed end and the front end 4b is a free end and extends in the horizontal direction. The front end 4 b of the side bar 4 reaches the vicinity of one support bar 10.
  • the side bar 5 is fixed in a cantilever manner to the other side surface of the casing 2 perpendicular to the back surface facing the opening 2a, and extends in the horizontal direction. That is, the side bar 5 supports the other edge of the substrate S in a state of extending in the horizontal direction with the base end 5a as a fixed end and the tip 5b as a free end.
  • the front end 5 b of the side bar 5 reaches the vicinity of the other support bar 10.
  • the configuration of the support bar 10 described above will be described in more detail.
  • the side bars 4 and 5 can also have the same configuration as the support bar 10.
  • the support bar 10 is a tapered hollow pipe that tapers toward the tip 10b. Thereby, even if the board
  • a columnar protruding member is erected on the back surface of the housing 2 facing the opening 2 a, and the protruding member is on the base end 10 a side of the support bar 10. Inserted into the end and fixed to each other by bonding or the like.
  • the support bar 10 includes a circular tubular (in other words, cylindrical) inner layer 11 extending from the proximal end 10a to the distal end 10b.
  • the inner layer 11 is covered with a circular damping elastic layer 12 extending from the base end 10a to the tip 10b.
  • the damping elastic layer 12 is covered with a circular tubular outer layer 13 extending from the proximal end 10a to the distal end 10b, and the upper and lower sides of the outer layer 13 are from the proximal end 10a to the distal end 10b. It is covered with an outer layer 14 having an arcuate cross section extending across.
  • the damping elastic layer 12 is continuous in the circumferential direction of the inner layer 11 and extends from the proximal end 10a to the distal end 10b.
  • the outer layer 13 is disposed outside the inner layer 11 so as to cover the vibration damping elastic layer 12.
  • the length of the arc-shaped outer layer 14 in the circumferential direction of the cross section is a length corresponding to about 1/4 of the circumference, that is, a length corresponding to about 90 ° in terms of angle.
  • the inner layer 11 and the outer layers 13 and 14 are made of fiber reinforced plastic such as GFRP (glass fiber reinforced plastics) or CFRP (carbon fiber reinforced plastics), or one or a plurality of sheets (for example, eight for the inner layer 11,
  • the outer layer 13 is configured by laminating one prepreg and the outer layer 14 by three.
  • the vibration-damping elastic layer 12 is preferably a flexible material as compared with fiber reinforced plastic, and is a layer made of an elastic material such as rubber or elastomer.
  • the storage elastic modulus of the damping elastic layer is 0.1 to 500 MPa, preferably 0.1 to 100 MPa, and more preferably 0.1 to 50 MPa.
  • the vibration-suppressing elastic layer is converted from carbon fiber prepreg to CFRP by thermosetting, it is preferable to use a material that is stable against heat at that time.
  • the vibration-damping elastic layer is preferably a material having excellent adhesiveness with an epoxy resin material that is a matrix resin of CFRP.
  • the flexible resin material is preferably styrene-butadiene rubber (SBR), chloroprene rubber (CR), butyl rubber (IIR), nitrile rubber (NBR), ethylene propylene rubber (EPM, EPDM) or the like.
  • rubber that is a polymer having a flexible chain, elastomer, or the like, it is made of a material that is more flexible than fiber reinforced plastics, such as epoxy resin, polyester resin, vinyl ester resin, polyurethane resin, etc., having a reduced elastic modulus.
  • the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic and the outer layer 13 are continuous in the circumferential direction of the inner layer 11 and extend from the base end 10a to the tip end 10b.
  • the damping elastic layer 12 is arranged so as to do this. Thereby, it is possible to improve the vibration damping characteristics such as shortening the vibration damping time.
  • the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic has a circular tube shape, and the damping elastic layer 12 is sandwiched between the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic and the outer layer 13. Thereby, the fall of the rigidity resulting from application of the damping elastic layer 12 can be prevented. Therefore, according to the support bar 10, it is possible to secure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • the substrate storage cassette of the second embodiment has the same configuration as that of the substrate storage cassette 1 of the first embodiment, and the support bar 20 of the second embodiment has the damping elastic layer 12 extending from the base end 10a to the tip end 10b.
  • the support bar 20 is a tapered hollow pipe that tapers toward the distal end 20 b, and includes a proximal end portion 21 extending from the proximal end 20 a to 1/3 of the entire length.
  • the distal end side portion 22 from the distal end 20b to 2/3 of the entire length has a different laminated structure.
  • the inner tubular layer 11 is covered with a circular damping elastic layer 12, and the damping elastic layer 12 is tubular. Of the outer layer 13.
  • the upper side and the lower side of the outer layer 13 are covered with an outer layer 14 having an arc cross section.
  • the tubular inner layer 11 extending from the proximal end 20a to the distal end 20b extends from the proximal end 20a to the distal end 20b.
  • the upper side and the lower side of the outer layer 13 are covered with an outer layer 14 having an arcuate cross section extending from the base end 20a to the tip end 20b.
  • the damping elastic layer 12 is disposed only on the base layer 20 a side of the inner layer 11, and the outer layer 13 is disposed outside the inner layer 11 so as to cover the damping elastic layer 12. . Further, the number of laminated damping elastic layers 12 is larger on the proximal end 20a side than on the distal end 20b side, such as one layer on the proximal end portion 21 and 0 (zero) layer on the distal end portion 22. .
  • the damping elastic layer 12 is disposed so as to cover a portion of the inner layer 11 on the base end 20a side (that is, continuous in the circumferential direction of the inner layer 11). ing. Thereby, it is possible to improve the vibration damping characteristics such as shortening the vibration damping time.
  • the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic has a circular tube shape, and the damping elastic layer 12 is sandwiched between the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic and the outer layer 13. Thereby, the fall of the rigidity resulting from application of the damping elastic layer 12 can be prevented. Therefore, according to the support bar 20, it is possible to ensure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • the substrate storage cassette of the third embodiment has the same configuration as the substrate storage cassette 1 of the first embodiment, and the support bar 30 of the third embodiment has a vibration damping elastic layer 12 with a plurality of layers on the base end 30a side. This is different from the support bar 10 of the first embodiment. That is, as shown in FIG. 7, the support bar 30 is a tapered hollow pipe that tapers toward the distal end 30 b, and includes a proximal end portion 31 from the proximal end 30 a to 1/3 of the entire length. The tip side portion 32 extending from the tip 30b to 2/3 of the entire length has a different laminated structure.
  • the inner tubular layer 11 is covered with a circular damping elastic layer 12, and the damping elastic layer 12 is tubular.
  • the intermediate layer 15 is covered. Further, the intermediate layer 15 is covered with a tubular damping elastic layer 12, and the damping elastic layer 12 is covered with a tubular outer layer 13.
  • the upper side and the lower side of the outer layer 13 are covered with an outer layer 14 having an arc cross section.
  • the tubular inner layer 11 extending from the proximal end 30a to the distal end 30b extends from the proximal end 30a to the distal end 30b.
  • the damping elastic layer 12 is covered with a tubular intermediate layer 15 extending from the base end 30a to the tip 30b (ie, The inner layer 11, the damping elastic layer 12, and the intermediate layer 15 extend from the base end 30a to the tip 30b). Further, in the distal end side portion 32, the intermediate layer 15 is directly covered by a circular tubular outer layer 13 extending from the proximal end 30a to the distal end 30b. The upper side and the lower side of the outer layer 13 are covered with an outer layer 14 having a circular arc cross section extending from the base end 30a to the tip end 30b.
  • the intermediate layer 15 is made of fiber reinforced plastic and is configured by laminating one or a plurality of (for example, four) prepregs.
  • the plurality of damping elastic layers 12 are laminated via the intermediate layer 15 made of fiber reinforced plastic, and the outer layer 13 is disposed outside the inner layer 11 so as to cover the damping elastic layer 12. ing.
  • the number of laminated damping elastic layers 12 is larger on the proximal end 30a side than on the distal end 30b side, such as two layers at the proximal end portion 31 and one layer at the distal end portion 32.
  • the support bar 30 configured as described above, it is continuous between the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic and the intermediate layer 15 in the circumferential direction of the inner layer 11 and extends from the proximal end 30a to the distal end 30b.
  • the damping elastic layer 12 is arranged so as to exist. Furthermore, in the base end side portion 31 of the support bar 30, the damping elastic layer 12 is disposed between the intermediate layer 15 made of fiber reinforced plastic and the outer layer 13 so as to be continuous in the circumferential direction of the inner layer 11. .
  • the damping elastic layers 12 is larger on the base end 30a side than on the front end 30b side, vibration damping characteristics such as shortening of the vibration damping time can be improved.
  • the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic has a circular tube shape, and the damping elastic layer 12 is formed by the inner layer 11, the intermediate layer 15 and the outer layer 13 made of fiber reinforced plastic. It is sandwiched. Furthermore, in the front end side portion 32 of the support bar 30, the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic has a circular tube shape, and the damping elastic layer 12 is sandwiched between the inner layer 11 made of fiber reinforced plastic and the intermediate layer 15. . Thereby, the fall of the rigidity resulting from application of the damping elastic layer 12 can be prevented. Therefore, according to the support bar 30, it is possible to secure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • the support bar is not limited to a tapered shape, and may have an equivalent outer diameter from the proximal end to the distal end.
  • the vibration-damping elastic layer is not limited to a layer that is continuous in the circumferential direction of the inner layer, and may be any layer that is disposed at least on the upper side and the lower side of the base end side portion of the inner layer.
  • a support bar having the same configuration as the support bar 10 of the first embodiment was prepared except that the damping elastic layer 12 was not present. Specific specifications are as shown in Table 1.
  • a support bar of a comparative example was manufactured as follows.
  • a steel mandrel having a tip side diameter of 21 mm, a hand side diameter of 34 mm, and a length of 2380 mm was first prepared.
  • glass fiber prepreg manufactured by Daito Co., Ltd., trade name: H150-EP
  • 8 layers were wound around a mandrel to form an inner layer having a thickness of 1 mm.
  • the orientation direction of the glass fibers was generally matched with the longitudinal direction and the circumferential direction of the support bar.
  • a carbon fiber prepreg (made by Shin Nippon Oil Co., Ltd., trade name: E6026E-31K3) in which an epoxy resin is impregnated while aligning carbon fibers in one direction on the outer side of the inner layer, and glass scrim cloth is further bonded. ) was wound to form an outer peripheral layer having a wall thickness of 0.25 mm.
  • the orientation direction of the carbon fibers was generally matched with the longitudinal direction of the support bar.
  • carbon fiber prepregs (newly formed as upper and lower outer layers disposed on the upper and lower portions of the outer layer on the entire circumference, the length corresponding to 1/4 of the circumference, that is, the portion corresponding to the length corresponding to 90 ° in angle).
  • a prepreg in which three layers of Nippon Oil Co., Ltd., trade name: E6026E-31K3) were disposed, upper and lower outer layers, both layers having a thickness of 0.75 mm, were formed.
  • the orientation direction of the carbon fibers was generally matched with the longitudinal direction of the support bar.
  • the prepreg is fixed by winding a heat-shrinkable tape (made of polypropylene) having a width of 10 mm, the inner layer, the outer circumferential layer and the upper and lower outer layers are simultaneously heat-cured, and the core material is removed after curing.
  • a heat-shrinkable tape made of polypropylene
  • An elliptical pipe-shaped support bar having a long side diameter (vertical direction) of 38 mm, a long side diameter (vertical direction) of 25 mm, a short side diameter (horizontal direction) of 36.5 mm, and a short side diameter (horizontal direction) of 23.5 mm. Obtained.
  • Example 1 a support bar having the same configuration as the support bar 10 of the first embodiment was prepared. Specific specifications are as shown in Table 2.
  • the support bar of Example 1 was manufactured as follows.
  • glass fiber prepreg manufactured by Daito Co., Ltd., trade name: H150-EP
  • 8 layers were wound around a mandrel to form an inner layer having a thickness of 1 mm.
  • the orientation direction of the glass fibers was generally matched with the longitudinal direction and the circumferential direction of the support bar.
  • one layer of a vibration-damping elastic layer manufactured by Ask Industry Co., Ltd., trade name: asner sheet, styrene-butadiene rubber, thickness 0.12 mm was wound around the outside.
  • a carbon fiber prepreg (manufactured by Shin Nippon Oil Co., Ltd., trade name: E6026E-31K3) was wound around the outer side of the vibration-damping elastic layer to form an outer peripheral layer having a wall thickness of 0.25 mm.
  • the orientation direction of the carbon fibers was generally matched with the longitudinal direction of the support bar.
  • carbon fiber prepregs newly formed as upper and lower outer layers disposed on the upper and lower portions of the outer layer on the entire circumference, the length corresponding to 1/4 of the circumference, that is, the portion corresponding to the length corresponding to 90 ° in angle).
  • the upper and lower outer layers both having a thickness of 0.75 mm
  • the orientation direction of the carbon fibers was generally matched with the longitudinal direction of the support bar.
  • the prepreg is fixed by wrapping a heat shrinkable tape (made of polypropylene) having a width of 10 mm, and the inner layer, the vibration-damping elastic layer, the outer layer of the entire circumference, and the upper and lower outer layers are simultaneously heated and cured.
  • a heat shrinkable tape made of polypropylene
  • a 74 mm elliptical pipe-shaped support bar was obtained.
  • Example 2 a support bar having the same configuration as the support bar 20 of the second embodiment was prepared. Specific specifications are shown in Tables 3 and 4.
  • a damping elastic layer is arranged on the base end side portion 21 (Table 3) from the base end 20a to 1/3 of the entire length in the same manner as in Example 1, but the entire length from the tip 20b is The tip side portion 22 (Table 4) up to 2/3 has the same laminated structure as that of the comparative example (that is, does not have a vibration damping elastic layer).
  • the third embodiment is a combination of the first embodiment and the second embodiment. That is, first, in addition to disposing one damping elastic layer from the proximal end 30a to the distal end 30b, the damping elastic layer is applied to the proximal end portion 31 from the proximal end 30a to 1/3 of the entire length. Adding layers. That is, two damping vibration layers are provided in the proximal end portion 31 from the proximal end 30a to 1/3 of the entire length, and a damping elastic layer is provided in the distal end portion 32 from the distal end 30b to 2/3 of the entire length. One layer is arranged.
  • the orientation angle is an angle formed by the fibers in the prepreg with respect to the longitudinal direction of the support bar.
  • 0/90 means that prepregs having an orientation angle of 0 ° and prepregs having an orientation angle of 90 ° are alternately laminated.
  • a carbon fiber prepreg for example, product name: E6026E-31K3 manufactured by Nippon Oil Corporation
  • the upper and lower outer layers are not used, that is, they have a perfect circular cross section.
  • the vibration damping elastic layer may be disposed between the upper and lower outer layers, that is, only the upper and lower portions of the support bar may be disposed only in the portion corresponding to about 1/4 in the circumferential length. .
  • Example 1 An initial load of 1.8 kg was applied to the tip of the support bar of the comparative example and Examples 1 to 3 configured as described above, and a damped free vibration waveform after the initial load was removed was measured.
  • Example 1 As shown in FIG. 10, there was a vibration of ⁇ 5 mm even after 15 seconds had elapsed from the initial load unloading.
  • Example 2 As shown in FIG. 11, when 10 seconds passed after the unloading of the initial load, the vibration converged to ⁇ 1 mm or less.
  • Example 2 As shown in FIG. 12, the vibration converged to ⁇ 2 mm or less when 15 seconds had elapsed after the unloading of the initial load.
  • Example 3 as shown in FIG.
  • the vibration when 5 seconds had elapsed after the unloading of the initial load, the vibration converged to ⁇ 5 mm or less. From these results, the presence of the damping elastic layer 12 disposed at least on the base layer 10a, 20a, 30a side in the inner layer 11 greatly contributes to the improvement of the vibration damping characteristics such as shortening of the vibration damping time. I found out.
  • the thickness of the damping elastic layer with respect to the thickness of the support bar is 6 mm, such that the thickness of the damping elastic layer is 0.1 mm to 0.2 mm, while the thickness of the support bar is 0.5 mm to 1.5 mm. 7 to 40% is preferable.
  • SYMBOLS 1 Substrate storage cassette, 2 ... Housing

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Abstract

　基板収納カセットに用いられるサポートバー（１０）においては、繊維強化プラスチックからなる内側層（１１）と外側層（１３）との間に、内側層（１１）の周方向において連続し且つ基端（１０ａ）から先端（１０ｂ）に渡って延在するように制振弾性層（１２）が配置されている。これにより、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上を図ることができる。しかも、繊維強化プラスチックからなる内側層（１１）が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる内側層（１１）と外側層（１３）とで制振弾性層（１２）が挟まれている。これにより、制振弾性層（１２）の適用に起因した剛性の低下を防止することができる。

Description

サポートバー及び基板収納カセット
　本発明は、基板を支持するためのサポートバー、及び基板を収納するための基板収納カセットに関する。
　例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程では、工程間においてガラス基板が基板収納カセット内の複数段の収納部に一時的に収納される場合がある。このような基板収納カセットとして、基端を固定端とし且つ先端を自由端として水平方向に延在する複数本のサポートバーによって１枚のガラス基板が収納部ごとに支持されるものが知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００５－３４０４８０号公報 特開２００７－１９６６１５号公報
　ところで、上述したような基板収納カセットにあっては、ガラス基板の収納枚数を増加させる観点から、各収納部の高さが極力抑えられる傾向にある。そのような傾向下において、各収納部に対するガラス基板の搬入及び搬出を素早く行って生産効率を向上させるためには、サポートバーの剛性の確保及び振動減衰特性の向上がより強く望まれる。
　そこで、本発明は、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることができるサポートバー、及びそのようなサポートバーを備える基板収納カセットを提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係るサポートバーは、基端を固定端とし且つ先端を自由端として水平方向に延在した状態で基板を支持するためのサポートバーであって、繊維強化プラスチックからなり、基端から先端に渡って延在する円管状の内側層と、少なくとも内側層における基端側の部分の上側及び下側に配置された制振弾性層と、繊維強化プラスチックからなり、制振弾性層を覆うように内側層の外側に配置された外側層と、を備えることを特徴とする。
　このサポートバーでは、少なくとも固定端となる基端側の部分において、繊維強化プラスチックからなる内側層と外側層との間に、制振弾性層が配置されている。これにより、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上を図ることができる。しかも、繊維強化プラスチックからなる内側層が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる外側層が制振弾性層を覆うように内側層の外側に配置されている。これにより、制振弾性層の適用に起因した剛性の低下を防止することができる。従って、このサポートバーによれば、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。なお、制振弾性層は、繊維強化プラスチックに比べ、柔軟な材料であることが好ましく、特にゴム、エラストマー等の弾性材料からなる層である。
　本発明に係るサポートバーにおいては、制振弾性層は、内側層の周方向において連続していることが好ましい。また、制振弾性層は、基端から先端に渡って延在していることが好ましい。更に、制振弾性層の積層数は、先端側よりも基端側のほうが多くなっていることが好ましい。これらの構成によれば、より一層の振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。なお、制振弾性層の積層数は、先端側で０（零）層の場合を含む。
　本発明に係るサポートバーにおいては、複数層の制振弾性層が積層される場合、制振弾性層は、繊維強化プラスチックからなる中間層を介して積層されていることが好ましい。この構成によれば、より一層の振動減衰特性の向上を図るために複数層の制振弾性層が積層されても、剛性の確保を図ることが可能となる。
　また、本発明に係る基板収納カセットは、基板を収容するための筐体と、筐体内に複数本設置された上記サポートバーと、を備えることを特徴とする。この基板収納カセットにおいては、上述したように、サポートバーの剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。
　本発明によれば、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることができるサポートバー、及びそのようなサポートバーを備える基板収納カセットを提供することが可能となる。
本発明に係る基板収納カセットの第１実施形態の斜視図である。 本発明に係るサポートバーの第１実施形態の側面図である。 図２のIII－III線に沿っての断面図である。 本発明に係るサポートバーの第２実施形態の側面図である。 図４のV－V線に沿っての断面図である。 図４のVI－VI線に沿っての断面図である。 本発明に係るサポートバーの第３実施形態の側面図である。 図７のVIII－VIII線に沿っての断面図である。 図７のIX－IX線に沿っての断面図である。 比較例の経過時間とたわみとの関係を示すグラフである。 実施例１の経過時間とたわみとの関係を示すグラフである。 実施例２の経過時間とたわみとの関係を示すグラフである。 実施例３の経過時間とたわみとの関係を示すグラフである。
　以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
［第１実施形態］
　図１に示されるように、基板収納カセット１は、基板Ｓを収容するための直方体箱状の筐体２を備えている。筐体２の一側壁には、筐体２内に対する基板Ｓの搬入及び搬出を行うための開口２ａが形成されている。筐体２内には、複数段（例えば２０～３０段）の収納部３が設けられている。この基板収納カセット１は、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程において使用され、基板Ｓとしてガラス基板がロボットハンドによって各収納部３に一時的に収納される。
　各収納部３には、複数本（例えば３本）のサポートバー１０、複数本（例えば３本）のサイドバー４及び複数本（例えば３本）のサイドバー５が設置されている。これにより、各収納部３においては、複数本のサポートバー１０、複数本のサイドバー４及び複数本のサイドバー５によって１枚の基板Ｓが水平に支持される。
　サポートバー１０は、開口２ａに対向する筐体２の背面に片持ち状態で固定され、水平方向に延在している。すなわち、サポートバー１０は、基端１０ａを固定端とし且つ先端１０ｂを自由端として水平方向に延在した状態で基板Ｓを支持する。サポートバー１０の先端１０ｂは、開口２ａの近傍に至っている。
　サイドバー４は、開口２ａに対向する背面に垂直な筐体２の一方の側面に片持ち状態で固定され、水平方向に延在している。すなわち、サイドバー４は、基端４ａを固定端とし且つ先端４ｂを自由端として水平方向に延在した状態で基板Ｓの一方の縁部を支持する。サイドバー４の先端４ｂは、一方のサポートバー１０の近傍に至っている。
　サイドバー５は、開口２ａに対向する背面に垂直な筐体２の他方の側面に片持ち状態で固定され、水平方向に延在している。すなわち、サイドバー５は、基端５ａを固定端とし且つ先端５ｂを自由端として水平方向に延在した状態で基板Ｓの他方の縁部を支持する。サイドバー５の先端５ｂは、他方のサポートバー１０の近傍に至っている。
　上述したサポートバー１０の構成について、より詳細に説明する。なお、サイドバー４，５についても、サポートバー１０と同様の構成を採用することができる。
　図２に示されるように、サポートバー１０は、先端１０ｂに向かって先細りとなるテーパ形状の中空パイプとなっている。これにより、基板Ｓが載置されてサポートバー１０の先端１０ｂが下方に若干たわんだとしても、上下方向にて隣り合う収納部３間においてサポートバー１０の先端１０ｂの間隔が十分に維持される。なお、図１には示されていないが、開口２ａに対向する筐体２の背面には、円柱状の突起部材が立設されており、その突起部材がサポートバー１０の基端１０ａ側の端部に挿入され、接着等によって互いに固定される。
　図２及び３に示されるように、サポートバー１０は、基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在する円管状（換言すれば、円筒状）の内側層１１を備えている。内側層１１は、基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在する円管状の制振弾性層１２によって覆われている。更に、制振弾性層１２は、基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在する円管状の外側層１３によって覆われており、外側層１３の上側及び下側は、基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在する断面円弧状の外側層１４によって覆われている。つまり、制振弾性層１２は、内側層１１の周方向において連続し且つ基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在している。また、外側層１３は、制振弾性層１２を覆うように内側層１１の外側に配置されている。なお、円弧状の外側層１４の断面円周方向の長さは、円周のおおむね１／４に相当する長さ、すなわち角度ではおおむね９０°に相当する長さとなっている。
　内側層１１及び外側層１３，１４は、ＧＦＲＰ（glass　fiber　reinforced　plastics）やＣＦＲＰ（carbon　fiber　reinforced　plastics）等の繊維強化プラスチックからなり、１枚又は複数枚（例えば、内側層１１については８枚、外側層１３については１枚、外側層１４については３枚）のプリプレグが積層されることにより構成されている。また、制振弾性層１２は、繊維強化プラスチックに比べ、柔軟な材料であることが好ましく、特にゴム、エラストマー等の弾性材料からなる層である。制振弾性層の貯蔵弾性率としては、０．１～５００ＭＰａ、好ましくは０．１～１００ＭＰａ、更に好ましくは０．１～５０ＭＰａであることが望ましい。また、制振弾性層としては、炭素繊維プリプレグからＣＦＲＰへの転換を熱硬化により行うことから、その際の熱に対しても安定な材料を使用することが好ましい。更に、制振弾性層は、ＣＦＲＰのマトリックス樹脂であるエポキシ樹脂材との接着性に優れた材料であることが好ましい。このような観点から、柔軟性樹脂材料としては、好ましくはスチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴムや、柔軟鎖を持つポリマーであるゴム、エラストマー等を添加することにより、弾性率を低くしたエポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等、繊維強化プラスチックに比べ柔軟な材料からなる。
　以上説明したように、サポートバー１０においては、繊維強化プラスチックからなる内側層１１と外側層１３との間に、内側層１１の周方向において連続し且つ基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在するように制振弾性層１２が配置されている。これにより、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上を図ることができる。しかも、繊維強化プラスチックからなる内側層１１が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる内側層１１と外側層１３とで制振弾性層１２が挟まれている。これにより、制振弾性層１２の適用に起因した剛性の低下を防止することができる。従って、サポートバー１０によれば、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。
［第２実施形態］
　第２実施形態の基板収納カセットは、第１実施形態の基板収納カセット１と同様の構成であり、第２実施形態のサポートバー２０は、制振弾性層１２が基端１０ａから先端１０ｂに渡って延在していない点で第１実施形態のサポートバー１０と相違している。すなわち、図４に示されるように、サポートバー２０は、先端２０ｂに向かって先細りとなるテーパ形状の中空パイプとなっており、基端２０ａから全長の１／３までの基端側部分２１と、先端２０ｂから全長の２／３までの先端側部分２２とは、互いに異なる積層構造を有している。
　サポートバー２０の基端側部分２１では、図４及び５に示されるように、円管状の内側層１１が円管状の制振弾性層１２によって覆われており、制振弾性層１２が円管状の外側層１３によって覆われている。外側層１３の上側及び下側は、断面円弧状の外側層１４によって覆われている。一方、サポートバー２０の先端側部分２２では、図４及び６に示されるように、基端２０ａから先端２０ｂに渡って延在する円管状の内側層１１が、基端２０ａから先端２０ｂに渡って延在する円管状の外側層１３によって直接覆われている。外側層１３の上側及び下側は、基端２０ａから先端２０ｂに渡って延在する断面円弧状の外側層１４によって覆われている。
　つまり、制振弾性層１２は、内側層１１における基端２０ａ側の部分のみに配置されており、外側層１３は、制振弾性層１２を覆うように内側層１１の外側に配置されている。また、制振弾性層１２の積層数は、基端側部分２１で１層、先端側部分２２で０（零）層というように、先端２０ｂ側よりも基端２０ａ側のほうが多くなっている。
　以上のように構成されたサポートバー２０においては、内側層１１における基端２０ａ側の部分を覆うように（すなわち、内側層１１の周方向において連続するように）制振弾性層１２が配置されている。これにより、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上を図ることができる。しかも、繊維強化プラスチックからなる内側層１１が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる内側層１１と外側層１３とで制振弾性層１２が挟まれている。これにより、制振弾性層１２の適用に起因した剛性の低下を防止することができる。従って、サポートバー２０によれば、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。
［第３実施形態］
　第３実施形態の基板収納カセットは、第１実施形態の基板収納カセット１と同様の構成であり、第３実施形態のサポートバー３０は、制振弾性層１２が基端３０ａ側で複数層となっている点で第１実施形態のサポートバー１０と相違している。すなわち、図７に示されるように、サポートバー３０は、先端３０ｂに向かって先細りとなるテーパ形状の中空パイプとなっており、基端３０ａから全長の１／３までの基端側部分３１と、先端３０ｂから全長の２／３までの先端側部分３２とは、互いに異なる積層構造を有している。
　サポートバー３０の基端側部分３１では、図７及び８に示されるように、円管状の内側層１１が円管状の制振弾性層１２によって覆われており、制振弾性層１２が円管状の中間層１５によって覆われている。更に、中間層１５が円管状の制振弾性層１２によって覆われており、制振弾性層１２が円管状の外側層１３によって覆われている。外側層１３の上側及び下側は、断面円弧状の外側層１４によって覆われている。一方、サポートバー３０の先端側部分３２では、図７及び９に示されるように、基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在する円管状の内側層１１が、基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在する円管状の制振弾性層１２によって覆われており、制振弾性層１２が、基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在する円管状の中間層１５によって覆われている（すなわち、内側層１１、制振弾性層１２及び中間層１５が基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在している）。更に、先端側部分３２では、中間層１５が、基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在する円管状の外側層１３によって直接覆われている。外側層１３の上側及び下側は、基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在する断面円弧状の外側層１４によって覆われている。ここで、中間層１５は、内側層１１及び外側層１３と同様に、繊維強化プラスチックからなり、１枚又は複数枚（例えば４枚）のプリプレグが積層されることにより構成されている。
　つまり、複数層の制振弾性層１２は、繊維強化プラスチックからなる中間層１５を介して積層されており、外側層１３は、制振弾性層１２を覆うように内側層１１の外側に配置されている。また、制振弾性層１２の積層数は、基端側部分３１で２層、先端側部分３２で１層というように、先端３０ｂ側よりも基端３０ａ側のほうが多くなっている。
　以上のように構成されたサポートバー３０においては、繊維強化プラスチックからなる内側層１１と中間層１５との間に、内側層１１の周方向において連続し且つ基端３０ａから先端３０ｂに渡って延在するように制振弾性層１２が配置されている。更に、サポートバー３０の基端側部分３１では、繊維強化プラスチックからなる中間層１５と外側層１３の間に、内側層１１の周方向において連続するように制振弾性層１２が配置されている。このように、先端３０ｂ側よりも基端３０ａ側のほうが制振弾性層１２の積層数が多くなっていることにより、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上を図ることができる。しかも、サポートバー３０の基端側部分３１では、繊維強化プラスチックからなる内側層１１が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる内側層１１、中間層１５及び外側層１３によって制振弾性層１２が挟まれている。更に、サポートバー３０の先端側部分３２では、繊維強化プラスチックからなる内側層１１が円管状であり、繊維強化プラスチックからなる内側層１１と中間層１５とで制振弾性層１２が挟まれている。これにより、制振弾性層１２の適用に起因した剛性の低下を防止することができる。従って、サポートバー３０によれば、剛性の確保及び振動減衰特性の向上を図ることが可能となる。
　本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、サポートバーは、テーパ形状のものに限定されず、基端から先端に渡って同等の外径を有するものであってもよい。また、制振弾性層は、内側層の周方向において連続しているものに限定されず、少なくとも内側層における基端側の部分の上側及び下側に配置されたものであればよい。
［実施例］
　比較例として、制振弾性層１２が存在しない点を除いて第１実施形態のサポートバー１０と同様の構成を有するサポートバーを用意した。具体的な仕様は表１の通りであり、次のように、比較例のサポートバーを製造した。
　テーパを有する中空円形パイプの製造に際して、まず先端側直径２１ｍｍ、手元側直径３４ｍｍ、長さ２３８０ｍｍのスチール製マンドレルを用意した。そして、ガラス繊維クロスにエポキシ樹脂を含浸したガラス繊維プリプレグ（株式会社ダイトー製、商品名：H150-EP）を用いて、マンドレルに８層巻き付け、肉厚１ｍｍの内側層を形成した。ガラス繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向および円周方向とおおむね一致するようにした。
　続いて、上記内側層の外側に、炭素繊維を一方向に引き揃えながらエポキシ樹脂を含浸させ、さらにガラススクリムクロスを貼り合わせた炭素繊維プリプレグ（新日本石油株式会社製、商品名：E6026E-31K3）を１層巻き付け、肉厚０．２５mmの全周の外側層を形成した。炭素繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向とおおむね一致するようにした。
　更に、上記全周の外側層の上下部分、円周の１／４に相当する長さ、すなわち角度では９０°に相当する長さの部分に配置する上下の外側層として、炭素繊維プリプレグ（新日本石油株式会社製、商品名：E6026E-31K3）を３層積層したプリプレグを配置することにより、上下の外側層、いずれも肉厚０．７５ｍｍの層を形成した。炭素繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向とおおむね一致するようにした。
　最後に、幅１０ｍｍの熱収縮テープ（ポリプロピレン製）を巻きつけることによりプリプレグを固定し、内側層、全周の外側層および上下の外側層を同時に加熱硬化させ、硬化後に芯材を抜き取ることにより、手元側長径（鉛直方向）３８ｍｍ、先端側長径（鉛直方向）２５ｍｍ、手元側短径（水平方向）３６．５ｍｍ、先端側短径（水平方向）２３．５ｍｍの楕円パイプ状のサポートバーを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
  
　実施例１として、第１実施形態のサポートバー１０と同様の構成を有するサポートバーを用意した。具体的な仕様は表２の通りであり、次のように、実施例１のサポートバーを製造した。
　ガラス繊維プリプレグ（株式会社ダイトー製、商品名：H150-EP）を用いて、マンドレルに８層巻き付け、肉厚１ｍｍの内側層を形成した。ガラス繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向及び円周方向とおおむね一致するようにした。その後、その外側に制振弾性層（アスク工業株式会社製、商品名：アスナーシート、スチレンブタジエンゴム製、厚さ０．１２mm）を１層巻き付けた。
　続いて、上記制振弾性層の外側に、炭素繊維プリプレグ（新日本石油株式会社製、商品名：E6026E-31K3）を１層巻き付け、肉厚０．２５mmの全周の外側層を形成した。炭素繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向とおおむね一致するようにした。
　更に、上記全周の外側層の上下部分、円周の１／４に相当する長さ、すなわち角度では９０°に相当する長さの部分に配置する上下の外側層として、炭素繊維プリプレグ（新日本石油株式会社製、商品名：E6026E-31K3）を３層積層したプリプレグを配置することにより、上下の外側層（いずれも肉厚０．７５ｍｍの層）を形成した。炭素繊維の配向方向は、サポートバーの長手方向とおおむね一致するようにした。
　最後に、幅１０ｍｍの熱収縮テープ（ポリプロピレン製）を巻きつけることによりプリプレグを固定し、内側層、制振弾性層、全周の外側層および上下の外側層を同時に加熱硬化させ、硬化後に芯材を抜き取ることにより、手元側長径（鉛直方向）３８．２４ｍｍ、先端側長径（鉛直方向）２５．２４ｍｍ、手元側短径（水平方向）３６．７４ｍｍ、先端側短径（水平方向）２３．７４ｍｍの楕円パイプ状のサポートバーを得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
  
　実施例２として、第２実施形態のサポートバー２０と同様の構成を有するサポートバーを用意した。具体的な仕様は表３及び４の通りである。実施例２において、基端２０ａから全長の１／３までの基端側部分２１（表３）には、実施例１と同様に制振弾性層を配置しているが、先端２０ｂから全長の２／３までの先端側部分２２（表４）は、比較例と同様の積層構成である（すなわち制振弾性層を持たない）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
  
　実施例３として、第３実施形態のサポートバー３０と同様の構成を有するサポートバーを用意した。具体的な仕様は表５及び６の通りである。実施例３は、実施例１と実施例２とを組み合わせた形態となっている。すなわち、まず、基端３０ａから先端３０ｂまで制振弾性層を１層配置していることに加えて、基端３０ａから全長の１／３までの基端側部分３１に制振弾性層を１層追加している。つまり、基端３０ａから全長の１／３までの基端側部分３１には制振弾性層が２層、先端３０ｂから全長の２／３までの先端側部分３２には、制振弾性層が１層配置されていることになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
  
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
  
　表１～４において、配向角度とは、プリプレグ中の繊維がサポートバーの長手方向に対してなす角度である。そして、０／９０とは、配向角度が０°のプリプレグと配向角度が９０°のプリプレグとを交互に積層したことを意味する。
　なお、サポートバーの積層構成として、炭素繊維プリプレグ（例えば、新日本石油株式会社製、商品名：E6026E-31K3）のみを使用する場合もある。また、上下の外側層を用いず、すなわち真円状断面を有する場合もある。更に、制振弾性層を、上下の外側層の層間に配置する、すなわち、サポートバーの上下部分のみ、円周方向の長さでおおむね１／４に相当する部分のみに配置する構造としてもよい。
　以上のように構成された比較例及び実施例１～３のサポートバーの先端に初期荷重１．８ｋｇを付与し、その初期荷重を除荷した後の減衰自由振動波形を計測した。その結果、比較例では、図１０に示されるように、初期荷重除荷後１５秒経過しても、±５ｍｍの振動があった。それに対し、実施例１では、図１１に示されるように、初期荷重除荷後１０秒経過した時点で、±１ｍｍ以下の振動に収束した。また、実施例２では、図１２に示されるように、初期荷重除荷後１５秒経過した時点で、±２ｍｍ以下の振動に収束した。更に、また、実施例３では、図１３に示されるように、初期荷重除荷後５秒経過した時点で、±５ｍｍ以下の振動に収束した。これらの結果から、少なくとも内側層１１における基端１０ａ，２０ａ，３０ａ側の部分に配置された制振弾性層１２の存在が、振動減衰時間の短縮化等、振動減衰特性の向上に大きく寄与していることが分かった。
　なお、サポートバーの肉厚０．５ｍｍ～１．５ｍｍに対し、制振弾性層の厚さ０．１ｍｍ～０．２ｍｍというように、サポートバーの肉厚に対する制振弾性層の厚さは６．７～４０％が好ましい。
　１…基板収納カセット、２…筐体、１０，２０，３０…サポートバー、１０ａ，２０ａ，３０ａ…基端、１０ｂ，２０ｂ，３０ｂ…先端、１１…内側層、１２…制振弾性層、１３…外側層、１５…中間層、Ｓ…基板。

Claims (6)

  1. 　基端を固定端とし且つ先端を自由端として水平方向に延在した状態で基板を支持するためのサポートバーであって、
    　繊維強化プラスチックからなり、前記基端から前記先端に渡って延在する円管状の内側層と、
    　少なくとも前記内側層における前記基端側の部分の上側及び下側に配置された制振弾性層と、
    　繊維強化プラスチックからなり、前記制振弾性層を覆うように前記内側層の外側に配置された外側層と、を備えることを特徴とするサポートバー。
  2. 　前記制振弾性層は、前記内側層の周方向において連続していることを特徴とする請求項１記載のサポートバー。
  3. 　前記制振弾性層は、前記基端から前記先端に渡って延在していることを特徴とする請求項１又は２記載のサポートバー。
  4. 　前記制振弾性層の積層数は、前記先端側よりも前記基端側のほうが多くなっていることを特徴とする請求項１～３のいずれか一項記載のサポートバー。
  5. 　複数層の前記制振弾性層が積層される場合、前記制振弾性層は、繊維強化プラスチックからなる中間層を介して積層されていることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項記載のサポートバー。
  6. 　基板を収容するための筐体と、
    　前記筐体内に複数本設置された請求項１～５のいずれか一項記載のサポートバーと、を備えることを特徴とする基板収納カセット。
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