WO2011065435A1 - ロボットハンド及びその製造方法 - Google Patents

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groove
plate
reinforced plastic
robot hand
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竹村　振一
徹 田山
大介 内田
孝至 小林
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Ｊｘ日鉱日石エネルギー株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a robot hand applied to an industrial robot and a manufacturing method thereof.
  • the robot hand as described above may be required to be used at a high temperature (for example, 300 ° C.) such as loading and unloading a glass substrate from / to the furnace.
  • a high temperature for example, 300 ° C.
  • an object of the present invention is to provide a robot hand that can be used at high temperatures and a method for manufacturing the robot hand.
  • a robot hand according to the present invention is disposed on one main surface of a plate-like member so as to cover the through-groove and a plate-like member in which a through-groove for circulating a coolant extends. It is characterized by comprising a first fiber-reinforced plastic molded body and a second fiber-reinforced plastic molded body disposed on the other main surface of the plate-like member so as to cover the through groove.
  • a flow path through which the refrigerant flows is formed by the plate-shaped member, the first fiber-reinforced plastic molded body, and the second fiber-reinforced plastic molded body. Therefore, since the first fiber-reinforced plastic molded body and the second fiber-reinforced plastic molded body are cooled efficiently and reliably by circulating the refrigerant through the flow path, it can be used at high temperatures.
  • the through-groove is a groove whose depth direction is the thickness direction of the plate-like member, and is a groove that opens to one main surface and the other main surface of the plate-like member.
  • the start end and the end of the through groove are located at predetermined portions of the plate-like member, and the through groove is formed in the first fiber-reinforced plastic molded body or the second fiber-reinforced plastic molded body.
  • An inlet for introducing a refrigerant is formed at a position corresponding to the starting end of the first fiber reinforced plastic molded body or a position corresponding to the end of the through groove in the first fiber reinforced plastic molded body, It is preferable that an outlet for leading the refrigerant is formed. According to this configuration, it is possible to efficiently introduce and lead out the refrigerant in a space while extending the through groove so as to cover the entire plate-like member.
  • At least one of the first fiber reinforced plastic molded body and the second fiber reinforced plastic molded body includes an inner layer and an outer layer made of fiber reinforced plastic, and an inner layer and an outer layer. It is preferable to have a vibration-damping elastic layer disposed therebetween. In this case, the vibration damping characteristics such as shortening of the vibration damping time can be achieved by the damping elastic layer. In addition, since the damping elastic layer is sandwiched between the inner layer and the outer layer made of fiber reinforced plastic, it is possible to prevent a decrease in rigidity due to the application of the damping elastic layer. Therefore, according to this configuration, it is possible to secure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • 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 robot hand manufacturing method includes a step of preparing a plate-like member in which a through groove for circulating a refrigerant extends, and one main surface of the plate-like member via a film-like adhesive.
  • the first fiber reinforced plastic molded body is fixed to the cover, the through groove is covered with the first fiber reinforced plastic molded body, and the second fiber reinforced is attached to the other main surface of the plate-like member via a film adhesive. Fixing the plastic molded body and covering the through groove with the second fiber-reinforced plastic molded body.
  • the first fiber reinforced plastic molded body and the second fiber reinforced plastic are respectively corresponding to one main surface and the other main surface of the plate-like member in which the through groove extends.
  • the molded body is fixed through a film-like adhesive. Therefore, it is possible to prevent the through grooves formed in advance in the plate-like member from being filled with the adhesive.
  • the film adhesive for example, Scotch-weld Structural Adhesive Film, product numbers AF-163, AF-191, etc. manufactured by 3M can be used.
  • FIG. 1 is a perspective view of a first embodiment of a robot hand according to the present invention. It is a disassembled perspective view of the robot hand of FIG. It is a perspective view which shows 1 process of the manufacturing method of the robot hand of FIG. It is a perspective view which shows the next process of FIG. It is a disassembled perspective view of other embodiment of the robot hand of FIG. It is a perspective view of 2nd Embodiment of the robot hand which concerns on this invention. It is a disassembled perspective view of the robot hand of FIG. It is a disassembled perspective view of other embodiment of the robot hand of FIG. It is a perspective view of other embodiments of the robot hand concerning the present invention.
  • the robot hand 1 includes a cylindrical FRP molded body (first fiber reinforced plastic molded body) 2 having a rectangular cross section as a core material. On each side surface of the FRP molded body 2, a rectangular plate-like plate-like member 3 is fixed via a film-like adhesive. On each plate-like member 3, a rectangular plate-like member is used as a surface material. An FRP molded body (second fiber reinforced plastic molded body) 4 is fixed.
  • This robot hand 1 is applied to an industrial robot for transporting a glass substrate in a manufacturing process of a liquid crystal display (LCD), for example.
  • the FRP molded bodies 2 and 4 are made of fiber reinforced plastic such as GFRP (glass fiber reinforced plastics) and CFRP (carbon fiber reinforced plastics).
  • the plate-like member 3 is made of a fiber reinforced plastic such as GFRP or CFRP, a resin such as epoxy or vinyl ester, or a metal such as aluminum.
  • CFRP is used as the material of the robot hand 1
  • a carbon fiber unidirectional prepreg produced by impregnating an epoxy resin while aligning the carbon fibers in one direction
  • E6026E-26N manufactured by Nippon Oil Corporation
  • CF Nippon Graphite Fiber pitch-based high modulus CF, XN-60
  • matrix resin epoxy resin, CF mass: 260 g / m 2 , resin content: 27.5 mass%, E8026C-25N (Shin Nippon Oil Co., Ltd.) Company made
  • matrix resin epoxy resin, CF mass: 250 g / m 2 , resin content: 32.0 mass%, Y24N33C269 (Shin Nippon Oil Co., Ltd.) Co., Ltd.
  • CF PAN-based CF manufactured by Toray, T700S
  • matrix resin epoxy resin CF Mass: 270 g
  • Carbon fiber plain weave prepreg produced by impregnating epoxy resin into a plain weave of carbon fiber, for example, FMP61-2026A (manufactured by Nippon Oil Co., Ltd., CF: PAN CF, T300 manufactured by Toray, matrix resin) : Epoxy resin, CF mass: 200 g / m 2 , resin content: 40.0 mass%) and the like can be used. Since the carbon fiber plain weave prepreg is oriented in two directions of 0 ° and 90 °, the carbon fiber plain prepreg has an effect of preventing a phenomenon in which the CF is raised when the robot hand 1 is machined. From this, by laminating the carbon fiber plain weave prepreg on the surface of the robot hand 1, it is possible to prevent the occurrence of burrs due to machining such as drilling or counterbore.
  • FMP61-2026A manufactured by Nippon Oil Co., Ltd., CF: PAN CF, T300 manufactured by Toray, matrix resin
  • Each plate-like member 3 has a through groove 5 for circulating a coolant such as cooling water or cooling gas.
  • the through groove 5 is a groove whose depth direction is the thickness direction of the plate-like member 3, and is open to one main surface 3 a and the other main surface 3 b of the plate-like member 3.
  • the start end 5 a and the end end 5 b of the through groove 5 are located at the base end portion (predetermined portion) 3 c of the plate-like member 3.
  • the through-groove 5 extends along the longitudinal direction of the plate-like member 3 from the start end 5 a, is folded back in a curved shape at the tip portion 3 d of the plate-like member 3, and extends along the longitudinal direction of the plate-like member 3, The end 5b is reached.
  • an inlet 6 for introducing a refrigerant is formed at a position corresponding to the start end 5 a of the through groove 5. Further, a lead-out port 7 for leading out the refrigerant is formed at a position corresponding to the end 5b of the through groove 5 in the FRP molded body 4.
  • the FRP molded body 2 is arranged on one main surface 3a of the plate-like member 3 so as to cover one opening of the through groove 5, and the FRP molded body 4 is formed in the through groove.
  • 5 is arranged on the other main surface 3b of the plate-like member 3 so as to cover the other opening of the plate-like member 3. Then, a flow path through which the refrigerant flows is formed by the plate-like member 3 and the FRP molded bodies 2 and 4, and the refrigerant is circulated through the flow path from the inlet 6 to the outlet 7.
  • the plate-like member 3 in which the through grooves 5 are formed by water jet machining, NC machining, or the like is prepared.
  • the prepreg laminated body used as the FRP molded object 2 is obtained by winding and laminating
  • the plate-like member 3 is fixed on each side surface of the prepreg laminated body to be the FRP molded body 2 with a film adhesive.
  • the FRP molded body 2 is fixed to the one main surface 3a of the plate-like member 3 via the film-like adhesive, and one opening of the through groove 5 is covered by the FRP molded body 2.
  • a prepreg laminated body that becomes the FRP molded body 4 is fixed on each plate-like member 3 via a film-like adhesive.
  • the FRP molded body 4 is fixed to the other main surface 3b of the plate-like member 3 through the film-like adhesive, and the other opening of the through groove 5 is covered by the FRP molded body 4.
  • a film-like adhesive for fixing the FRP molded bodies 2 and 4 to the plate-like member 3 in which the through groove 5 is formed, the adhesive flows out into the through groove 5 and the through groove 5 is bonded. It can be prevented from being buried by the agent.
  • the above-described carbon fiber plain weave prepreg can be wound around the outermost part. This makes it possible to prevent the occurrence of burrs due to machining such as drilling or counterbore.
  • the core bar is taken out to obtain the robot hand 1.
  • the robot hand 1 is applied to, for example, an industrial robot for transporting a glass substrate.
  • a refrigerant line is connected to the refrigerant inlet 6 and the outlet 7, The refrigerant is circulated through the robot hand 1.
  • the flow path through which the refrigerant flows is formed by the plate-like member 3 and the FRP molded bodies 2 and 4. Accordingly, since the FRP molded bodies 2 and 4 are cooled efficiently and reliably by circulating the refrigerant through the flow path, the glass substrate is carried into and out of the furnace, and the like at a high temperature (for example, 300 ° C.). Can be used.
  • the start end 5 a and the end end 5 b of the through groove 5 are located at the base end portion 3 c of the plate-like member 3, and are introduced into the FRP molded body 4 at positions corresponding to the start end 5 a of the through groove 5.
  • a port 6 is formed, and a lead-out port 7 is formed at a position corresponding to the terminal end 5 b of the through groove 5 in the FRP molded body 4.
  • the FRP molded body 4 includes an inner layer 41 and an outer layer 42 made of fiber reinforced plastic, and a damping elastic layer 43 disposed between the inner layer 41 and the outer layer 42. It may be configured to have.
  • the damping elastic layer 43 can improve vibration damping characteristics such as shortening the vibration damping time.
  • the damping elastic layer 43 is sandwiched between the inner layer 41 and the outer layer 42 made of fiber reinforced plastic, it is possible to prevent a decrease in rigidity due to the application of the damping elastic layer 43. Therefore, according to this configuration, it is possible to secure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • the vibration-damping elastic layer 43 is preferably a flexible material as compared with the fiber reinforced plastic, and is particularly 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, 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 excellent in adhesiveness with an epoxy resin material which is a CFRP matrix resin.
  • 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.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • CR chloroprene rubber
  • IIR butyl rubber
  • NBR nitrile rubber
  • EPM ethylene propylene rubber
  • EPDM ethylene propylene rubber
  • the robot hand 10 includes a V-shaped plate-like FRP molded body (first fiber reinforced plastic molded body) 12 as a core material.
  • a V-shaped plate-like plate-like member 13 is fixed via a film-like adhesive, and on the plate-like member 13, a V-shaped plate-like FRP molded as a surface material.
  • a body (second fiber-reinforced plastic molded body) 14 is fixed.
  • the robot hand 10 is applied to an industrial robot for transporting a semiconductor substrate such as a silicon wafer in a semiconductor device manufacturing process, for example.
  • the FRP molded bodies 12 and 14 are made of fiber reinforced plastic such as GFRP or CFRP.
  • the plate member 13 is made of fiber reinforced plastic such as GFRP or CFRP, resin such as epoxy or vinyl ester, or metal such as aluminum.
  • the above-described carbon fiber unidirectional prepreg or carbon fiber plain weave prepreg can be used.
  • the FRP molded bodies 12 and 14 can be manufactured using only a carbon fiber unidirectional prepreg. In this case, in addition to the layer in which the orientation direction of the CF coincides with the longitudinal direction of the robot hand 10. Thus, it is preferable to laminate the unidirectional prepreg so that the CF is oriented in the longitudinal direction and 90 ° direction.
  • the plate-like member 13 has a through groove 15 for circulating a coolant such as cooling water or cooling gas.
  • the through-groove 15 is a groove whose depth direction is the thickness direction of the plate-like member 13, and is open to one main surface 13 a and the other main surface 13 b of the plate-like member 13.
  • the start end 15 a and the end end 15 b of the through groove 15 are located at the base end portion (predetermined portion) 13 c of the plate-like member 13.
  • the through-groove 15 reaches the one claw portion 13d of the plate-like member 13 from the start end 15a, turns back in a curved shape at the claw portion 13d, reaches the other claw portion 13e of the plate-like member 3, and curves at the claw portion 13e. It is folded back to the end 15b.
  • an introduction port 16 for introducing a refrigerant is formed at a position corresponding to the start end 15 a of the through groove 15. Further, in the FRP molded body 14, an outlet 17 for leading the refrigerant is formed at a position corresponding to the end 15 b of the through groove 15.
  • the FRP molded body 12 is disposed on one main surface 13a of the plate-like member 13 so as to cover one opening of the through groove 15, and the FRP molded body 14 is formed in the through groove. 15 is arranged on the other main surface 13b of the plate-like member 13 so as to cover the other opening.
  • a flow path through which the refrigerant flows is formed by the plate-like member 13 and the FRP molded bodies 12 and 14, and the refrigerant is circulated through the flow path from the inlet 16 to the outlet 17.
  • a method for manufacturing the robot hand 10 described above will be described.
  • a plate-like member 13 having a through groove 15 formed by water jet machining or NC machining is prepared.
  • the prepreg laminated body used as the FRP molded object 12 is obtained by laminating
  • the refrigerant inlet 16 and outlet 17 are formed to obtain a prepreg laminate that becomes the FRP molded body 14.
  • the plate-like member 13 is fixed on the prepreg laminated body to be the FRP molded body 12 via a film-like adhesive.
  • the FRP molded body 12 is fixed to one main surface 13a of the plate-like member 13 via the film adhesive, and one opening of the through groove 15 is covered by the FRP molded body 12.
  • the prepreg laminated body used as the FRP molded object 14 is fixed on the plate-shaped member 13 through a film adhesive. Thereby, the FRP molded body 14 is fixed to the other main surface 13b of the plate-like member 13 via the film-like adhesive, and the other opening of the through groove 15 is covered by the FRP molded body 14.
  • the adhesive flows out into the through groove 15 and the through groove 15 is bonded. It can be prevented from being buried by the agent.
  • the robot hand 10 is obtained by thermosetting by an autoclave method or the like.
  • the robot hand 10 is applied to, for example, an industrial robot for transporting a semiconductor substrate.
  • a refrigerant line is connected to the refrigerant inlet 16 and the outlet 17, and The refrigerant is circulated through the robot hand 10.
  • the flow path through which the refrigerant flows is formed by the plate-like member 13 and the FRP molded bodies 12 and 14. Therefore, by circulating the refrigerant through the flow path, the FRP molded bodies 12 and 14 are efficiently and reliably cooled, so that the semiconductor substrate can be used at a high temperature.
  • the start end 15 a and the end end 15 b of the through groove 15 are located at the base end portion 13 c of the plate-like member 13, and are introduced into the FRP molded body 14 at positions corresponding to the start end 15 a of the through groove 15.
  • a port 16 is formed, and a lead-out port 17 is formed at a position corresponding to the end 15 b of the through groove 15 in the FRP molded body 14. Accordingly, it is possible to efficiently introduce and lead out the refrigerant in a space while extending the through groove 15 so as to extend over the entire plate-like member 13 extending from the base end portion 13c to the claw portions 13d and 13e. Become.
  • the FRP molded body 14 includes an inner layer 141 and an outer layer 142 made of fiber-reinforced plastic, and a vibration-damping elastic layer 143 disposed between the inner layer 141 and the outer layer 142. It may be configured to have.
  • the damping elastic layer 143 can improve the vibration damping characteristics such as shortening the vibration damping time.
  • the damping elastic layer 143 is sandwiched between the inner layer 141 and the outer layer 142 made of fiber reinforced plastic, it is possible to prevent a decrease in rigidity due to the application of the damping elastic layer 143. Therefore, according to this configuration, it is possible to secure rigidity and improve vibration damping characteristics.
  • the damping elastic layer 143 is made of the same material as the damping elastic layer 43 described above.
  • the inlet 6 (16) may be formed at a position corresponding to the start end 5a (15a) of the through groove 5 (15) in the FRP molded body 2 (12), or in the FRP molded body 2 (12).
  • the outlet 7 (17) may be formed at a position corresponding to the end 5b (15b) of the through groove 5 (15).
  • the FRP molded body 2 (12) may be configured to have an inner layer and an outer layer made of fiber reinforced plastic, and a vibration-damping elastic layer disposed between the inner layer and the outer layer, Both of the FRP molded bodies 2, 4 (12, 14) are configured to have an inner layer and an outer layer made of fiber reinforced plastic, and a damping elastic layer disposed between the inner layer and the outer layer. Also good. Note that the FRP molded bodies 2 and 12 serving as the core material may be formed of resin.
  • the robot hand 1 may be configured in a cylindrical shape (that is, a hollow pipe shape having a circular cross section).
  • the through groove 5 can be formed in a spiral shape (FIG. 9A), or the through groove 5 can be formed so as to extend along the longitudinal direction (FIG. 9B).
  • the introduction end 6 is formed in the FRP molded body 4 with the start end 5 a of the through groove 5 positioned at the base end portion of the plate-like member 3, and the end of the through groove 5 is formed.
  • the outlet 7 is formed in the FRP molded body 2, and a refrigerant line for returning the refrigerant may be laid inside the robot hand 1.
  • the through groove 5 is formed so as to extend along the longitudinal direction, the start end 5 a and the end end 5 b of the through groove 5 are folded back in a curved shape at the tip portion of the plate member 3. What is necessary is just to form the inlet 6 and the outlet 7 in the FRP molded body 4 so as to be positioned at the base end portion. A plurality of these through grooves 5 may be formed.

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Abstract

ロボットハンド（１）は、冷媒を流通させるための貫通溝（５）が延在する板状部材（３）と、貫通溝（１５）を覆うように板状部材（３）の一方の主面（３ａ）に配置されたＦＲＰ成形体（２）と、貫通溝（１５）を覆うように板状部材（３）の他方の主面（３ｂ）に配置されたＦＲＰ成形体（４）と、を備えている。このロボットハンド（１）においては、板状部材（３）及びＦＲＰ成形体（２），（４）によって冷媒が流通する流路が形成される。従って、その流路に冷媒を流通させることにより、炉に対してガラス基板を搬入及び搬出するなど、高温下で使用することが可能となる。

Description

ロボットハンド及びその製造方法
　本発明は、産業用ロボットに適用されるロボットハンド及びその製造方法に関する。
　従来、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程においてガラス基板を搬送するための産業用ロボットに適用されるロボットハンド及びその製造方法が種々提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００２－２９２５９１号公報 特開２００２－２９２５９２号公報
　ところで、上述したようなロボットハンドには、炉に対してガラス基板を搬入及び搬出するなど、高温（例えば３００℃）下での使用が要求される場合がある。
　そこで、本発明は、高温下で使用することができるロボットハンド及びその製造方法を提供することを課題とする。
　上記課題を解決するため、本発明に係るロボットハンドは、冷媒を流通させるための貫通溝が延在する板状部材と、貫通溝を覆うように板状部材の一方の主面に配置された第１の繊維強化プラスチック成形体と、貫通溝を覆うように板状部材の他方の主面に配置された第２の繊維強化プラスチック成形体と、を備えることを特徴とする。
　このロボットハンドでは、板状部材、第１の繊維強化プラスチック成形体及び第２の繊維強化プラスチック成形体によって、冷媒が流通する流路が形成される。従って、その流路に冷媒を流通させることにより、第１の繊維強化プラスチック成形体及び第２の繊維強化プラスチック成形体が効率良く且つ確実に冷却されるので、高温下で使用することが可能となる。なお、貫通溝とは、板状部材の厚さ方向を深さ方向とする溝であって、板状部材の一方の主面と他方の主面とに開口する溝をいう。
　本発明に係るロボットハンドにおいては、貫通溝の始端及び終端は、板状部材の所定の部分に位置しており、第１の繊維強化プラスチック成形体又は第２の繊維強化プラスチック成形体において貫通溝の始端に対応する位置には、冷媒を導入させるための導入口が形成され、第１の繊維強化プラスチック成形体又は第２の繊維強化プラスチック成形体において貫通溝の終端に対応する位置には、冷媒を導出させるための導出口が形成されていることが好ましい。この構成によれば、板状部材の全体に渡るように貫通溝を延在させつつ、冷媒の導入及び導出をスペース的に効率良く行うことが可能となる。
　本発明に係るロボットハンドにおいては、第１の繊維強化プラスチック成形体及び第２の繊維強化プラスチック成形体の少なくとも一方は、繊維強化プラスチックからなる内側層及び外側層、並びに内側層と外側層との間に配置された制振弾性層を有することが好ましい。この場合、制振弾性層によって、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と外側層とに制振弾性層が挟まれているので、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、この構成によれば、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。
　また、本発明に係るロボットハンドの製造方法は、冷媒を流通させるための貫通溝が延在する板状部材を用意する工程と、フィルム状の接着剤を介して板状部材の一方の主面に第１の繊維強化プラスチック成形体を固定し、第１の繊維強化プラスチック成形体によって貫通溝を覆うと共に、フィルム状の接着剤を介して板状部材の他方の主面に第２の繊維強化プラスチック成形体を固定し、第２の繊維強化プラスチック成形体によって貫通溝を覆う工程と、を備えることを特徴とする。
　このロボットハンドの製造方法では、貫通溝が延在する板状部材の一方の主面及び他方の主面に対し、それぞれ対応するように第１の繊維強化プラスチック成形体及び第２の繊維強化プラスチック成形体がフィルム状の接着剤を介して固定される。そのため、板状部材に予め形成された貫通溝が接着剤によって埋まるのを防止することができる。なお、フィルム状の接着剤として、例えば、３Ｍ社製、Scotch-weld　Structural　Adhesive　Film、品番ＡＦ－１６３、ＡＦ－１９１等を使用することができる。
　本発明によれば、高温下で使用することができるロボットハンド及びその製造方法を提供することが可能となる。
本発明に係るロボットハンドの第１実施形態の斜視図である。 図１のロボットハンドの分解斜視図である。 図１のロボットハンドの製造方法の一工程を示す斜視図である。 図３の次工程を示す斜視図である。 図１のロボットハンドの他の実施形態の分解斜視図である。 本発明に係るロボットハンドの第２実施形態の斜視図である。 図６のロボットハンドの分解斜視図である。 図６のロボットハンドの他の実施形態の分解斜視図である。 本発明に係るロボットハンドの他の実施形態の斜視図である。
　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及び２に示されるように、ロボットハンド１は、芯材として、長方形状の断面を有する筒状のＦＲＰ成形体（第１の繊維強化プラスチック成形体）２を備えている。ＦＲＰ成形体２の各側面上には、長方形板状の板状部材３がフィルム状の接着剤を介して固定されており、各板状部材３上には、表面材として、長方形板状のＦＲＰ成形体（第２の繊維強化プラスチック成形体）４が固定されている。このロボットハンド１は、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の製造工程においてガラス基板を搬送するための産業用ロボットに適用される。なお、ＦＲＰ成形体２，４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る。また、板状部材３は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰ等の繊維強化プラスチック、エポキシやビニルエステル等の樹脂、或いはアルミニウム等の金属等からなる。
　ロボットハンド１の材料としてＣＦＲＰを使用する場合には、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て製造した炭素繊維一方向プリプレグ、例えば、Ｅ６０２６Ｅ－２６Ｎ（新日本石油株式会社製、ＣＦ：日本グラファイトファイバー製ピッチ系高弾性率ＣＦ、ＸＮ－６０、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂、ＣＦ質量：２６０ｇ／ｍ2、樹脂含有量：２７．５質量％）、Ｅ８０２６Ｃ－２５Ｎ（新日本石油株式会社製、ＣＦ：日本グラファイトファイバー製ピッチ系高弾性率ＣＦ、ＸＮ－８０、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂、ＣＦ質量：２５０ｇ／ｍ2、樹脂含有量：３２．０質量％）、Ｙ２４Ｎ３３Ｃ２６９（新日本石油株式会社製、ＣＦ：東レ製ＰＡＮ系ＣＦ、Ｔ７００Ｓ、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂、ＣＦ質量：２７０ｇ／ｍ2、樹脂含有量：３３．０質量％）等を使用することができる。一方向炭素繊維プリプレグは、ＣＦの配向方向において高い弾性率が得られることから、そのＣＦの配向方向がロボットハンド１の長手方向と一致するように積層することが望ましい。
　また、炭素繊維を平織り状に製織したものにエポキシ樹脂を含浸させて製造した炭素繊維平織りプリプレグ、例えば、ＦＭＰ６１－２０２６Ａ（新日本石油株式会社製、ＣＦ：東レ製ＰＡＮ系ＣＦ、Ｔ３００、マトリックス樹脂：エポキシ樹脂、ＣＦ質量：２００ｇ／ｍ2、樹脂含有量：４０．０質量％）等を使用することができる。炭素繊維平織りプリプレグは、ＣＦが０°及び９０°の２方向に配向されているため、ロボットハンド１に機械加工を施す場合にＣＦがささくれ立つ現象を防止する効果を有する。このことから、炭素繊維平織りプリプレグをロボットハンド１の表面に積層することにより、穴あけやザグリ等の機械加工によるバリの発生を防ぐことができる。
　各板状部材３には、冷却水や冷却ガス等の冷媒を流通させるための貫通溝５が延在している。貫通溝５は、板状部材３の厚さ方向を深さ方向とする溝であって、板状部材３の一方の主面３ａと他方の主面３ｂとに開口している。貫通溝５の始端５ａ及び終端５ｂは、板状部材３の基端部分（所定の部分）３ｃに位置している。貫通溝５は、始端５ａから板状部材３の長手方向に沿って延在し、板状部材３の先端部分３ｄにおいて曲線状に折り返して板状部材３の長手方向に沿って延在し、終端５ｂに至っている。
　ＦＲＰ成形体４において貫通溝５の始端５ａに対応する位置には、冷媒を導入させるための導入口６が形成されている。また、ＦＲＰ成形体４において貫通溝５の終端５ｂに対応する位置には、冷媒を導出させるための導出口７が形成されている。
　以上のように構成されたロボットハンド１においては、ＦＲＰ成形体２が貫通溝５の一方の開口を覆うように板状部材３の一方の主面３ａに配置され、ＦＲＰ成形体４が貫通溝５の他方の開口を覆うように板状部材３の他方の主面３ｂに配置されることになる。そして、板状部材３及びＦＲＰ成形体２，４によって冷媒が流通する流路が形成され、導入口６から導出口７へとその流路に対し冷媒が循環させられる。
　次に、上述したロボットハンド１の製造方法について説明する。まず、ウォータジェット加工やＮＣ加工等によって貫通溝５が形成された板状部材３を用意する。その一方で、アルミニウムやＭＣナイロンからなる芯金にプリプレグを巻き付けて積層することにより、ＦＲＰ成形体２となるプリプレグ積層体を得る。また、プリプレグを板状に積層した後、冷媒の導入口６及び導出口７を形成することにより、ＦＲＰ成形体４となるプリプレグ積層体を得る。
　続いて、図３に示されるように、ＦＲＰ成形体２となるプリプレグ積層体の各側面上に、フィルム状の接着剤を介して板状部材３を固定する。これにより、フィルム状の接着剤を介して板状部材３の一方の主面３ａにＦＲＰ成形体２が固定され、ＦＲＰ成形体２によって貫通溝５の一方の開口が覆われることになる。更に、図４に示されるように、各板状部材３上に、フィルム状の接着剤を介してＦＲＰ成形体４となるプリプレグ積層体を固定する。これにより、フィルム状の接着剤を介して板状部材３の他方の主面３ｂにＦＲＰ成形体４が固定され、ＦＲＰ成形体４によって貫通溝５の他方の開口が覆われることになる。このように、貫通溝５が形成された板状部材３に対するＦＲＰ成形体２，４の固定にフィルム状の接着剤を用いることで、貫通溝５内に接着剤が流れ出して貫通溝５が接着剤によって埋まるのを防止することができる。更に、ＦＲＰ成形体４を配置した後、前述の炭素繊維平織りプリプレグを最外部に巻きつけることもできる。このことにより、穴あけやザグリ等の機械加工によるバリの発生を防ぐことが可能になる。
　続いて、オートクレーブ法等によって熱硬化させた後に芯金を抜き取ることにより、ロボットハンド１を得る。このロボットハンド１は、上述したように、例えばガラス基板を搬送するための産業用ロボットに適用され、その産業用ロボットにおいては、冷媒の導入口６及び導出口７に冷媒ラインが接続されて、ロボットハンド１に冷媒が循環させられる。
　以上説明したように、ロボットハンド１においては、板状部材３及びＦＲＰ成形体２，４によって冷媒が流通する流路が形成される。従って、その流路に冷媒を流通させることにより、ＦＲＰ成形体２，４が効率良く且つ確実に冷却されるので、炉に対してガラス基板を搬入及び搬出するなど、高温（例えば３００℃）下で使用することが可能となる。
　また、ロボットハンド１においては、貫通溝５の始端５ａ及び終端５ｂが板状部材３の基端部分３ｃに位置しており、ＦＲＰ成形体４において貫通溝５の始端５ａに対応する位置に導入口６が形成され、ＦＲＰ成形体４において貫通溝５の終端５ｂに対応する位置に導出口７が形成されている。これにより、基端部分３ｃから先端部分３ｄに至る板状部材３の全体に渡るように貫通溝５を延在させつつ、冷媒の導入及び導出をスペース的に効率良く行うことが可能となる。
　なお、図５に示されるように、ＦＲＰ成形体４は、繊維強化プラスチックからなる内側層４１及び外側層４２、並びに内側層４１と外側層４２との間に配置された制振弾性層４３を有するように構成されてもよい。この場合、制振弾性層４３によって、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４１と外側層４２とに制振弾性層４３が挟まれているので、制振弾性層４３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、この構成によれば、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４３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。
［第２実施形態］
　図６及び７に示されるように、ロボットハンド１０は、芯材として、Ｖ字形板状のＦＲＰ成形体（第１の繊維強化プラスチック成形体）１２を備えている。ＦＲＰ成形体１２上には、Ｖ字形板状の板状部材１３がフィルム状の接着剤を介して固定されており、板状部材１３上には、表面材として、Ｖ字形板状のＦＲＰ成形体（第２の繊維強化プラスチック成形体）１４が固定されている。このロボットハンド１０は、例えば半導体デバイスの製造工程においてシリコンウェハ等の半導体基板を搬送するための産業用ロボットに適用される。なお、ＦＲＰ成形体１２，１４は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰ等の繊維強化プラスチックからなる。また、板状部材１３は、ＧＦＲＰやＣＦＲＰ等の繊維強化プラスチック、エポキシやビニルエステル等の樹脂、或いはアルミニウム等の金属等からなる。
　ＦＲＰ成形体１２，１４の材料としては、前述の炭素繊維一方向プリプレグや炭素繊維平織りプリプレグを使用することができる。ＦＲＰ成形体１２，１４を製造する場合の好ましい積層構成として、表面及び裏面の両最外部には、炭素繊維平織りプリプレグを配置することにより、機械加工時のバリ発生を防止することができると共に、平織りプリプレグの間には、ＣＦの配向方向がロボットハンド１０の長手方向と一致するように炭素繊維一方向プリプレグを積層することにより、高い弾性率も得ることができる構造が好ましい。また、ＦＲＰ成形体１２，１４は、炭素繊維一方向プリプレグのみを使用して製造することもできるが、その際には、ＣＦの配向方向をロボットハンド１０の長手方向と一致させた層に加えて、その長手方向と９０°の方向にもＣＦが配向するように、一方向プリプレグを積層することが好ましい。
　板状部材１３には、冷却水や冷却ガス等の冷媒を流通させるための貫通溝１５が延在している。貫通溝１５は、板状部材１３の厚さ方向を深さ方向とする溝であって、板状部材１３の一方の主面１３ａと他方の主面１３ｂとに開口している。貫通溝１５の始端１５ａ及び終端１５ｂは、板状部材１３の基端部分（所定の部分）１３ｃに位置している。貫通溝１５は、始端１５ａから板状部材１３の一方の爪部分１３ｄに至り、その爪部分１３ｄにおいて曲線状に折り返して板状部材３の他方の爪部分１３ｅに至り、その爪部分１３ｅにおいて曲線状に折り返して終端１５ｂに至っている。
　ＦＲＰ成形体１４において貫通溝１５の始端１５ａに対応する位置には、冷媒を導入させるための導入口１６が形成されている。また、ＦＲＰ成形体１４において貫通溝１５の終端１５ｂに対応する位置には、冷媒を導出させるための導出口１７が形成されている。
　以上のように構成されたロボットハンド１０においては、ＦＲＰ成形体１２が貫通溝１５の一方の開口を覆うように板状部材１３の一方の主面１３ａに配置され、ＦＲＰ成形体１４が貫通溝１５の他方の開口を覆うように板状部材１３の他方の主面１３ｂに配置されることになる。そして、板状部材１３及びＦＲＰ成形体１２，１４によって冷媒が流通する流路が形成され、導入口１６から導出口１７へとその流路に対し冷媒が循環させられる。
　次に、上述したロボットハンド１０の製造方法について説明する。まず、ウォータジェット加工やＮＣ加工等によって貫通溝１５が形成された板状部材１３を用意する。その一方で、プリプレグを板状に積層することにより、ＦＲＰ成形体１２となるプリプレグ積層体を得る。また、プリプレグを板状に積層した後、冷媒の導入口１６及び導出口１７を形成することにより、ＦＲＰ成形体１４となるプリプレグ積層体を得る。
　続いて、ＦＲＰ成形体１２となるプリプレグ積層体上に、フィルム状の接着剤を介して板状部材１３を固定する。これにより、フィルム状の接着剤を介して板状部材１３の一方の主面１３ａにＦＲＰ成形体１２が固定され、ＦＲＰ成形体１２によって貫通溝１５の一方の開口が覆われることになる。更に、板状部材１３上に、フィルム状の接着剤を介してＦＲＰ成形体１４となるプリプレグ積層体を固定する。これにより、フィルム状の接着剤を介して板状部材１３の他方の主面１３ｂにＦＲＰ成形体１４が固定され、ＦＲＰ成形体１４によって貫通溝１５の他方の開口が覆われることになる。このように、貫通溝１５が形成された板状部材１３に対するＦＲＰ成形体１２，１４の固定にフィルム状の接着剤を用いることで、貫通溝１５内に接着剤が流れ出して貫通溝１５が接着剤によって埋まるのを防止することができる。
　続いて、オートクレーブ法等によって熱硬化させることにより、ロボットハンド１０を得る。このロボットハンド１０は、上述したように、例えば半導体基板を搬送するための産業用ロボットに適用され、その産業用ロボットにおいては、冷媒の導入口１６及び導出口１７に冷媒ラインが接続されて、ロボットハンド１０に冷媒が循環させられる。
　以上説明したように、ロボットハンド１０においては、板状部材１３及びＦＲＰ成形体１２，１４によって冷媒が流通する流路が形成される。従って、その流路に冷媒を流通させることにより、ＦＲＰ成形体１２，１４が効率良く且つ確実に冷却されるので、半導体基板を搬送するに際して高温下で使用することが可能となる。
　また、ロボットハンド１０においては、貫通溝１５の始端１５ａ及び終端１５ｂが板状部材１３の基端部分１３ｃに位置しており、ＦＲＰ成形体１４において貫通溝１５の始端１５ａに対応する位置に導入口１６が形成され、ＦＲＰ成形体１４において貫通溝１５の終端１５ｂに対応する位置に導出口１７が形成されている。これにより、基端部分１３ｃから爪部分１３ｄ，１３ｅに至る板状部材１３の全体に渡るように貫通溝１５を延在させつつ、冷媒の導入及び導出をスペース的に効率良く行うことが可能となる。
　なお、図８に示されるように、ＦＲＰ成形体１４は、繊維強化プラスチックからなる内側層１４１及び外側層１４２、並びに内側層１４１と外側層１４２との間に配置された制振弾性層１４３を有するように構成されてもよい。この場合、制振弾性層１４３によって、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１４１と外側層１４２とに制振弾性層１４３が挟まれているので、制振弾性層１４３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、この構成によれば、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１４３は、上述した制振弾性層４３と同様の材料からなる。
　本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、ＦＲＰ成形体２（１２）において貫通溝５（１５）の始端５ａ（１５ａ）に対応する位置に、導入口６（１６）が形成されてもよいし、ＦＲＰ成形体２（１２）において貫通溝５（１５）の終端５ｂ（１５ｂ）に対応する位置に、導出口７（１７）が形成されてもよい。
　また、ＦＲＰ成形体２（１２）が、繊維強化プラスチックからなる内側層及び外側層、並びに内側層と外側層との間に配置された制振弾性層を有するように構成されてもよいし、ＦＲＰ成形体２，４（１２，１４）の両方が、繊維強化プラスチックからなる内側層及び外側層、並びに内側層と外側層との間に配置された制振弾性層を有するように構成されてもよい。なお、芯材となるＦＲＰ成形体２，１２は、樹脂によって形成される場合もある。
　また、図９に示されるように、ロボットハンド１は、円筒状（すなわち、断面円形の中空パイプ状）に構成されていてもよい。この場合、螺旋状に貫通溝５を形成したり（図９（ａ））、長手方向に沿って延在するように貫通溝５を形成したり（図９（ｂ））することができる。一例として、螺旋状に貫通溝５を形成するときには、貫通溝５の始端５ａを板状部材３の基端部分に位置させて導入口６をＦＲＰ成形体４に形成し、貫通溝５の終端５ｂを板状部材３の先端部分に位置させて導出口７をＦＲＰ成形体２に形成し、冷媒を帰還させるための冷媒ラインをロボットハンド１の内部に敷設すればよい。また、長手方向に沿って延在するように貫通溝５を形成するときには、板状部材３の先端部分において曲線状に折り返すことで、貫通溝５の始端５ａ及び終端５ｂを板状部材３の基端部分に位置させて導入口６及び導出口７をＦＲＰ成形体４に形成すればよい。なお、これらの貫通溝５は、複数本形成してもよい。
　１，１０…ロボットハンド、２，１２…ＦＲＰ成形体（第１の繊維強化プラスチック成形体）、３，１３…板状部材、３ａ，１３ａ…一方の主面、３ｂ，１３ｂ…他方の主面、３ｃ，１３ｃ…基端部分（所定の部分）、４，１４…ＦＲＰ成形体（第２の繊維強化プラスチック成形体）、５，１５…貫通溝、５ａ，１５ａ…始端、５ｂ，１５ｂ…終端、６，１６…導入口、７，１７…導出口、４１，１４１…内側層、４２，１４２…外側層、４３，１４３…制振弾性層。

Claims (4)

  1. 　冷媒を流通させるための貫通溝が延在する板状部材と、
    　前記貫通溝を覆うように前記板状部材の一方の主面に配置された第１の繊維強化プラスチック成形体と、
    　前記貫通溝を覆うように前記板状部材の他方の主面に配置された第２の繊維強化プラスチック成形体と、を備えることを特徴とするロボットハンド。
  2. 　前記貫通溝の始端及び終端は、前記板状部材の所定の部分に位置しており、
    　前記第１の繊維強化プラスチック成形体又は前記第２の繊維強化プラスチック成形体において前記貫通溝の前記始端に対応する位置には、前記冷媒を導入させるための導入口が形成され、
    　前記第１の繊維強化プラスチック成形体又は前記第２の繊維強化プラスチック成形体において前記貫通溝の前記終端に対応する位置には、前記冷媒を導出させるための導出口が形成されていることを特徴とする請求項１記載のロボットハンド。
  3. 　前記第１の繊維強化プラスチック成形体及び前記第２の繊維強化プラスチック成形体の少なくとも一方は、繊維強化プラスチックからなる内側層及び外側層、並びに前記内側層と前記外側層との間に配置された制振弾性層を有することを特徴とする請求項１又は２記載のロボットハンド。
  4. 　冷媒を流通させるための貫通溝が延在する板状部材を用意する工程と、
    　フィルム状の接着剤を介して前記板状部材の一方の主面に第１の繊維強化プラスチック成形体を固定し、前記第１の繊維強化プラスチック成形体によって前記貫通溝を覆うと共に、フィルム状の接着剤を介して前記板状部材の他方の主面に第２の繊維強化プラスチック成形体を固定し、前記第２の繊維強化プラスチック成形体によって前記貫通溝を覆う工程と、を備えることを特徴とするロボットハンドの製造方法。
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