ロボットハンド
【課題】 曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができるロボットハンドを提供する。
【解決手段】 ロボットハンド１は、互いに積層されたＣＦＲＰ層２，３と、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に配置された制振弾性層４と、を備えている。制振弾性層４は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する。繊維状物質は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する。このロボットハンド１によれば、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、剛性が比較的高い繊維状物質が混練された粘弾性樹脂を含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する制振弾性層４が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。
【解決手段】 ロボットハンド１は、互いに積層されたＣＦＲＰ層２，３と、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に配置された制振弾性層４と、を備えている。制振弾性層４は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する。繊維状物質は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する。このロボットハンド１によれば、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、剛性が比較的高い繊維状物質が混練された粘弾性樹脂を含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する制振弾性層４が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば産業用ロボット等に適用されるロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基板や半導体基板を搬送するための産業用ロボット等に適用されるロボットハンドとして、炭素繊維強化プラスチックにより製造されるロボットハンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなロボットハンドは、例えばアルミニウムや鉄等の金属により製造されるものに比べて、軽量であり且つ曲げ剛性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９２５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、炭素繊維強化プラスチック自体が制振性に乏しいため、上述したような炭素繊維強化プラスチックにより製造されるロボットハンドも制振性に乏しい。このため、炭素繊維強化プラスチックを含んで構成されるロボットハンドにおいては、一定の曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることが要請されている。
【０００５】
そこで、本発明は、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができるロボットハンドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るロボットハンドは、互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、制振弾性層は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有し、繊維状物質は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とする。
【０００７】
この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有する制振弾性層が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係るロボットハンドにおいては、制振弾性層は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域をさらに有し、粘弾性樹脂領域と高剛性樹脂領域とは、当該ロボットハンドがロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部において、交互に配列されていることが好ましい。この構成によれば、ロボットハンドは、ロボットに組み込まれる際に保持予定部が保持されることとなる。このとき、粘弾性樹脂領域と剛性が比較的高い高剛性樹脂領域とが保持予定部において交互に配列されているので、曲げ剛性が向上される。
【０００９】
本発明に係るロボットハンドにおいては、高剛性樹脂は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、高剛性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と制振弾性層とを一体的に成形する際に、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂によって、容易に高剛性樹脂領域を形成することができる。
【００１０】
本発明に係るロボットハンドにおいては、高剛性樹脂領域には、熱媒体を流通させるための熱媒体流路が粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられていることが好ましい。この構成によれば、高剛性樹脂領域に設けられた熱媒体流路に熱媒体を流通させることによって、当該ロボットハンドの温度を好適に調整できる。特に、熱媒体流路が粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられているので、粘弾性樹脂領域の温度を好適に調整できる。
【００１１】
本発明に係るロボットハンドにおいては、繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることが好ましい。この構成によれば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維を利用して、好適に曲げ剛性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができるロボットハンドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るロボットハンドの第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての部分断面図である。
【図３】本発明に係るロボットハンドの第２の実施形態の斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿っての部分断面図である。
【図５】本発明に係るロボットハンドの第３の実施形態の平面図である。
【図６】図３及び図５に示された制振弾性層の他の態様を示す平面図である。
【図７】図３及び図５に示された制振弾性層のさらに他の態様を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明に係るロボットハンドの第４の実施形態の斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線に沿っての部分断面図である。
【図９】図９（ａ）は図８に示された制振弾性層の他の態様を示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX−IX線に沿っての部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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の実施形態］
【００１５】
図１に示されるように、ロボットハンド１は、本体部Ａと、本体部Ａの一端から延設され、ロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部Ｂと、からなる。このようなロボットハンド１は、例えばガラス基板や半導体基板等を搬送するための産業用ロボットに適用することができる。その場合、ロボットハンド１は、保持予定部Ｂを介して産業用ロボットに固定され、本体部Ａ上にガラス基板や半導体基板等の搬送対象物が載置される
【００１６】
ロボットハンド１は、図１及び２に示されるように、互いに積層された炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics」という）層２及びＣＦＲＰ層３と、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に配置された制振弾性層４と、を備えている。保持予定部Ｂは、ＣＦＲＰ層２，３及び制振弾性層４の一端部により構成されている。
【００１７】
ＣＦＲＰ層２，３は、略Ｖ字形の長尺板状に形成されている。より具体的には、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）は、台形板状の２つの爪部２１（爪部３１）と、これらの爪部２１（爪部３１）を接続する長方形板状の接続部２２（接続部３２）と、から構成されている。このようなＣＦＲＰ層２，３は、炭素繊維が所定の方向に配向された炭素繊維層を複数層含み、例えば、炭素繊維層にマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸してなる炭素繊維プリプレグを複数層積層し熱硬化して作製される。
【００１８】
炭素繊維プリプレグとしては、例えば、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−６０（引張弾性率：６２０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ））、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−８０（引張弾性率：７８０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ））、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−９０（引張弾性率：８６０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１０５ｍｍ））、炭素繊維プリプレグ（新日本石油（株）製Ｙ２４Ｎ３３Ｃ２６９プリプレグ、ＰＡＮ系炭素繊維Ｔ７００Ｓ、炭素繊維引張弾性率：２３０ＧＰａ、炭素繊維目付け：２６９ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３３．４重量％、１層の厚さ：０．２６ｍｍ）等を使用できる。
【００１９】
制振弾性層４は、粘弾性樹脂領域４１を有する。粘弾性樹脂領域４１は、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間の領域全体にわたって配置されている。粘弾性樹脂領域４１は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混錬された繊維状物質とを含む材料からなる。
【００２０】
粘弾性樹脂領域４１を構成する粘弾性樹脂は、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂の剛性よりも低い剛性を有する材料であって、例えばゴムやエラストマー等の粘弾性材料（柔軟性樹脂材料）とすることができる。粘弾性材料は、２５℃における貯蔵弾性率が、０．１ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましく、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲であることが一層好ましい。粘弾性材料の貯蔵弾性率が、２５００ＭＰａ以下であれば、十分な制振性能を得ることができ、０．１ＭＰａ以上であれば、ロボットハンド１の剛性の低下が少なく、産業用部品として要求される性能を満たすことができる。また、粘弾性材料は、炭素繊維プリプレグを熱硬化してＣＦＲＰ層２，３を作製することから、その際に発生する熱に対して安定であることが好ましい。さらに、粘弾性材料は、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂との接着性に優れた材料であることが好ましい。
【００２１】
以上の観点から、粘弾性樹脂領域４１を構成する粘弾性材料は、例えば、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）、及び、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴム、並びに、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、及び、柔軟鎖を持つポリマーであるゴムやエラストマー等を添加することによって弾性率を低くしたエポキシ樹脂等の、ＣＦＲＰに比べて柔軟な材料とすることができる。
【００２２】
繊維状物質は、上記の粘弾性樹脂よりも高い剛性を有するものであって、例えばカーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つとすることができる。カーボンナノチューブは、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５００ＧＰａ以上１００００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。ガラス短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば６０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。炭素短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。
【００２３】
これらの繊維状物質の長さは、例えば１μｍ以上６ｍｍ以下の範囲とすることができる。繊維状物質の長さが、１μｍ以上であれば、繊維状物質が粘弾性樹脂におよぼすせん断力が比較的大きくなるため、ロボットハンド１の剛性を改善することができ、６ｍｍ以下であれば、制振弾性層３の貯蔵弾性率が高くなり過ぎず、十分な制振性能が得られる。また、繊維状物質の長さを繊維状物質の直径で除したアスペクト比は、５以上６００以下の範囲であることが好ましく、５以上３００以下の範囲であることがさらに好ましい。アスペクト比が、５以上であれば、繊維状物質同士の絡み合いが生じ易くなるため、ロボットハンド１の剛性を改善することができ、６００以下であれば、粘弾性樹脂に繊維状物質を混練する際に、粘弾性樹脂内に繊維状物質を比較的均一に分散させることができる。
【００２４】
また、粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率は、例えば０．１重量％以上３０重量％以下の範囲とすることができる。粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率が、０．１重量％以上であれば、ロボットハンド１の剛性改善に対する効果が比較的大きく、３０重量％以下であれば、十分な制振性能が得られる。
【００２５】
このような制振弾性層４は、例えば、粘弾性樹脂の溶液に繊維状物質を添加し攪拌した後、これをシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器にて加熱・圧縮することにより作製することができる。
【００２６】
以上説明したロボットハンド１は、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する制振弾性層４が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。したがって、ロボットハンド１によれば、保持予定部Ｂにより保持され、本体部Ａにガラス基板や半導体基板等が載置された時に、一定の曲げ剛性により好適に形状を維持しつつ、振動を迅速に減衰することができる。
［第２の実施形態］
【００２７】
図３及び４に示されるように、ロボットハンド１ａは、第１実施形態に係るロボットハンド１に対して、制振弾性層４に換えて制振弾性層４ａを備えている点で異なっている。制振弾性層４ａは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる２つの粘弾性樹脂領域４１ａと、この粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる３つの高剛性樹脂領域４２ａと、を有する。
【００２８】
粘弾性樹脂領域４１ａは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端から各爪部２１（爪部３１）の先端まで延在する直方体状の領域であり、互いに離間すると共に互いに略平行となっている。高剛性樹脂領域４２ａは、各粘弾性樹脂領域４１ａの両側にそれぞれ配置されている。つまり、粘弾性樹脂領域４１ａと高剛性樹脂領域４２ａとは、ロボットハンド１ａの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って、交互に配列されている。
【００２９】
なお、粘弾性樹脂領域４１ａを構成する材料は、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様のものとすることができる。一方、高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂は、例えばエポキシ樹脂等とすることができるが、特に、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂と同一のものとすることが好ましい。この場合、高剛性樹脂領域４２ａは、ＣＦＲＰ層２，３と制振弾性層４ａとを一体的に成形する際に、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂によりＣＦＲＰ層２，３と一体的に容易に形成される
【００３０】
以上説明したロボットハンド１ａも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ａを有する制振弾性層４ａが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ａと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ａとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。
［第３の実施形態］
【００３１】
図５に示されるように、ロボットハンド１ｂは、第２実施形態に係るロボットハンド１ａの制振弾性層４ａに換えて、制振弾性層４ｂを備えている。制振弾性層４ｂは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる２つの粘弾性樹脂領域４１ｂと、粘弾性樹脂領域４１ｂの粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域４２ｂと、を有する。
【００３２】
粘弾性樹脂領域４１ｂは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端から各爪部２１（爪部３１）の先端近傍まで延在する台形板状の領域であり、互いに離間している。高剛性樹脂領域４２ｂは、これらの粘弾性樹脂領域４１ｂを取り囲むように配置されている。粘弾性樹脂領域４１ｂと高剛性樹脂領域４２ｂとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って、交互に配列されている。
【００３３】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｂを構成する材料は、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様のものとすることができる。また、高剛性樹脂領域４２ｂを構成する高剛性樹脂は、第２の実施形態に係る高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂と同様のものとすることができる。
【００３４】
ここで、高剛性樹脂領域４２ｂには、冷却水や冷却ガス等の冷媒（熱媒体）を流通させるための流路（熱媒体流路）５が、２つの粘弾性樹脂領域４１ｂの外縁Ｓに沿って設けられている。また、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）において流路５の始端に対応する位置には、流路５に冷媒を導入するための導入口６が設けられており、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）において流路５の終端に対応する位置には、流路５から冷媒を導出するための導出口７が設けられている。
【００３５】
以上説明したロボットハンド１ｂも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ｂを有する制振弾性層４ｂが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ｂと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ｂとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。さらに、ロボットハンド１ｂにおいては、高剛性樹脂領域４２ｂに設けられた流路５に冷媒を流通させることによって、ロボットハンド１ｂを好適に冷却できる。特に、流路５が粘弾性樹脂領域４１ｂの外縁Ｓに沿って設けられているので、粘弾性樹脂領域４１ｂを効率的に冷却できる。
【００３６】
なお、流路５に流通させる熱媒体は、冷媒に限らず、ロボットハンド１ｂ及び粘弾性樹脂領域４１ｂを加熱するための熱媒体とすることができる。したがって、流路５に流通させる熱媒体を、冷却用のものや加熱用のものと適宜変更することによって、ロボットハンド１ｂ及び粘弾性樹脂領域４１ｂの温度を好適に調整することができる。
【００３７】
上記第２及び第３の実施形態に係る制振弾性層４ａ及び制振弾性層４ｂは、例えば、以下のような態様とすることができる。
【００３８】
すなわち、制振弾性層４ａ，４ｂは、図６に示されるように、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の接続部２２（接続部３２）上に配置され平面視で正方形状の単一の粘弾性樹脂領域４１ｃと、この粘弾性樹脂領域４１ｃを取り囲むように配置された高剛性樹脂領域４２ｃと、を有するものとすることができる。この場合も、粘弾性樹脂領域４１ｃと高剛性樹脂領域４２ｃとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に（ここでは、高剛性樹脂領域４２ｃ、粘弾性樹脂領域４１ｃ、高剛性樹脂領域４２ｃの順に）配列されている。
【００３９】
また、制振弾性層４ａ，４ｂは、図７に示されるように、互いに離間して配置された３つの粘弾性樹脂領域４１ｄと、これらの粘弾性樹脂領域４１ｄを取り囲むように配置された高剛性樹脂領域４２ｄと、を有するものとすることができる。粘弾性樹脂領域４１ｄは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端からＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿って延びる直方体状の領域であり、互いに略平行となっている。この場合も、粘弾性樹脂領域４１ｄと高剛性樹脂領域４２ｄとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されている。
【００４０】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｃ，４１ｄを構成する材料は、それぞれ、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様である。また、高剛性樹脂領域４２ｃ，４２ｄを構成する高剛性樹脂は、それぞれ、第２の実施形態に係る高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂と同様である。
［第４の実施形態］
【００４１】
図８に示されるように、ロボットハンド１ｆは、本体部Ａと、本体部Ａの一端から延設され、ロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部Ｂと、からなる。このようなロボットハンド１ｆも、例えばガラス基板や半導体基板等を搬送するための産業用ロボットに適用することができる。その場合、ロボットハンド１ｆは、保持予定部Ｂを介して産業用ロボットに固定され、本体部Ａ上にガラス基板や半導体基板等の搬送対象物が載置されることとなる。
【００４２】
ロボットハンド１ｆは、長方形状の断面を有する長尺筒状のＣＦＲＰ層２ｆと、ＣＦＲＰ層２ｆ上に積層され長方形状の断面を有する長尺筒状のＣＦＲＰ層３ｆと、ＣＦＲＰ層２ｆとＣＦＲＰ層３ｆとの間に配置された制振弾性層４ｆと、を備えている。保持予定部Ｂは、これらＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆ及び制振弾性層４ｆの一端部により構成されている。ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆは、炭素繊維層にマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸させてなる炭素繊維プリプレグを、アルミニウム等の芯金に巻き付けて積層し、熱硬化して作製される。
【００４３】
制振弾性層４ｆは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる単一の粘弾性樹脂領域４１ｆと、この粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域４２ｆと、を有する。粘弾性樹脂領域４１ｆは、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの一端から他端まで延在する台形板状の領域であり、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に配置されている。高剛性樹脂領域４２ｆは、粘弾性樹脂領域４１ｆの両側に配置されている。粘弾性樹脂領域４１ｆと高剛性樹脂領域４２ｆとは、ロボットハンド１ｆの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に（ここでは、高剛性樹脂領域４２ｆ、粘弾性樹脂領域４１ｆ、高剛性樹脂領域４２ｆの順に）配列されている。
【００４４】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｆ及び高剛性樹脂領域４２ｆは、それぞれ、第２の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１ａ及び高剛性樹脂領域４２ａと同様の材料からなるものとすることができる。
【００４５】
以上説明したロボットハンド１ｆも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２ｆとＣＦＲＰ層３ｆとの間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ｆを有する制振弾性層４ｆが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ｆと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ｆとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。
【００４６】
なお、制振弾性層４ｆは、例えば、図９に示されるように、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に配置され互いに離間した２つの粘弾性樹脂領域４１ｇと、各粘弾性樹脂領域４１ｇの両側に配置された高剛性樹脂領域４２ｇと、を有するものとすることができる。これらの粘弾性樹脂領域４１ｇは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの一端から他端まで延在する直方体状の領域であり、互いに略平行となっている。この場合においても、粘弾性樹脂領域４１ｇと高剛性樹脂領域４２ｇとは、ロボットハンド１ｆの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されている。
【００４７】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｇ及び高剛性樹脂領域４２ｇは、それぞれ、第２の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１ａ及び高剛性樹脂領域４２ａと同様の材料からなる。
【００４８】
ここで、上述した粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に限らず、ＣＦＲＰ層２ｆの複数の側面上に配置されてもよい。例えば、粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの上面上と該上面に対向する下面上とに配置することができる。ここで、ＣＦＲＰ層２ｆの上面及び下面は、ロボットハンド１ｆの振動方向に交差する方向に沿って延びる面である。また、粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの上面及び下面に加えて、ＣＦＲＰ層２ｆの他の２つの側面上に配置することもできる。このように、ＣＦＲＰ層２ｆの複数の側面上に粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇを配置すれば、制振性を一層向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１ａ，１ｂ，１ｆ…ロボットハンド、２，２ｆ，３，３ｆ…ＣＦＲＰ層、４，４ａ，４ｂ，４ｆ…制振弾性層、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ…粘弾性樹脂領域、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｇ…高剛性樹脂領域、Ｂ…保持予定部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば産業用ロボット等に適用されるロボットハンドに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス基板や半導体基板を搬送するための産業用ロボット等に適用されるロボットハンドとして、炭素繊維強化プラスチックにより製造されるロボットハンドが知られている（例えば、特許文献１参照）。このようなロボットハンドは、例えばアルミニウムや鉄等の金属により製造されるものに比べて、軽量であり且つ曲げ剛性が高い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２９２５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、炭素繊維強化プラスチック自体が制振性に乏しいため、上述したような炭素繊維強化プラスチックにより製造されるロボットハンドも制振性に乏しい。このため、炭素繊維強化プラスチックを含んで構成されるロボットハンドにおいては、一定の曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることが要請されている。
【０００５】
そこで、本発明は、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができるロボットハンドを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係るロボットハンドは、互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、制振弾性層は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有し、繊維状物質は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とする。
【０００７】
この炭素繊維強化プラスチック成形体では、第１の炭素繊維強化プラスチック層と第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有する制振弾性層が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係るロボットハンドにおいては、制振弾性層は、粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域をさらに有し、粘弾性樹脂領域と高剛性樹脂領域とは、当該ロボットハンドがロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部において、交互に配列されていることが好ましい。この構成によれば、ロボットハンドは、ロボットに組み込まれる際に保持予定部が保持されることとなる。このとき、粘弾性樹脂領域と剛性が比較的高い高剛性樹脂領域とが保持予定部において交互に配列されているので、曲げ剛性が向上される。
【０００９】
本発明に係るロボットハンドにおいては、高剛性樹脂は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、高剛性樹脂領域は、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることが好ましい。この構成によれば、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と制振弾性層とを一体的に成形する際に、第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂によって、容易に高剛性樹脂領域を形成することができる。
【００１０】
本発明に係るロボットハンドにおいては、高剛性樹脂領域には、熱媒体を流通させるための熱媒体流路が粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられていることが好ましい。この構成によれば、高剛性樹脂領域に設けられた熱媒体流路に熱媒体を流通させることによって、当該ロボットハンドの温度を好適に調整できる。特に、熱媒体流路が粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられているので、粘弾性樹脂領域の温度を好適に調整できる。
【００１１】
本発明に係るロボットハンドにおいては、繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることが好ましい。この構成によれば、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維を利用して、好適に曲げ剛性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができるロボットハンドを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係るロボットハンドの第１の実施形態の斜視図である。
【図２】図１のII−II線に沿っての部分断面図である。
【図３】本発明に係るロボットハンドの第２の実施形態の斜視図である。
【図４】図３のIV−IV線に沿っての部分断面図である。
【図５】本発明に係るロボットハンドの第３の実施形態の平面図である。
【図６】図３及び図５に示された制振弾性層の他の態様を示す平面図である。
【図７】図３及び図５に示された制振弾性層のさらに他の態様を示す平面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明に係るロボットハンドの第４の実施形態の斜視図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のVIII−VIII線に沿っての部分断面図である。
【図９】図９（ａ）は図８に示された制振弾性層の他の態様を示す斜視図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）のIX−IX線に沿っての部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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の実施形態］
【００１５】
図１に示されるように、ロボットハンド１は、本体部Ａと、本体部Ａの一端から延設され、ロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部Ｂと、からなる。このようなロボットハンド１は、例えばガラス基板や半導体基板等を搬送するための産業用ロボットに適用することができる。その場合、ロボットハンド１は、保持予定部Ｂを介して産業用ロボットに固定され、本体部Ａ上にガラス基板や半導体基板等の搬送対象物が載置される
【００１６】
ロボットハンド１は、図１及び２に示されるように、互いに積層された炭素繊維強化プラスチック（以下、「ＣＦＲＰ：Carbon Fiber Reinforced Plastics」という）層２及びＣＦＲＰ層３と、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に配置された制振弾性層４と、を備えている。保持予定部Ｂは、ＣＦＲＰ層２，３及び制振弾性層４の一端部により構成されている。
【００１７】
ＣＦＲＰ層２，３は、略Ｖ字形の長尺板状に形成されている。より具体的には、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）は、台形板状の２つの爪部２１（爪部３１）と、これらの爪部２１（爪部３１）を接続する長方形板状の接続部２２（接続部３２）と、から構成されている。このようなＣＦＲＰ層２，３は、炭素繊維が所定の方向に配向された炭素繊維層を複数層含み、例えば、炭素繊維層にマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸してなる炭素繊維プリプレグを複数層積層し熱硬化して作製される。
【００１８】
炭素繊維プリプレグとしては、例えば、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−６０（引張弾性率：６２０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ））、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−８０（引張弾性率：７８０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１１ｍｍ））、グラノックプリプレグ（日本グラファイトファイバー（株）製ピッチ系炭素繊維グラノックＸＮ−９０（引張弾性率：８６０ＧＰａ、炭素繊維目付け：１２５ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３２重量％、１層の厚さ：０．１０５ｍｍ））、炭素繊維プリプレグ（新日本石油（株）製Ｙ２４Ｎ３３Ｃ２６９プリプレグ、ＰＡＮ系炭素繊維Ｔ７００Ｓ、炭素繊維引張弾性率：２３０ＧＰａ、炭素繊維目付け：２６９ｇ／ｍ２、マトリックス樹脂含有量：３３．４重量％、１層の厚さ：０．２６ｍｍ）等を使用できる。
【００１９】
制振弾性層４は、粘弾性樹脂領域４１を有する。粘弾性樹脂領域４１は、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間の領域全体にわたって配置されている。粘弾性樹脂領域４１は、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混錬された繊維状物質とを含む材料からなる。
【００２０】
粘弾性樹脂領域４１を構成する粘弾性樹脂は、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂の剛性よりも低い剛性を有する材料であって、例えばゴムやエラストマー等の粘弾性材料（柔軟性樹脂材料）とすることができる。粘弾性材料は、２５℃における貯蔵弾性率が、０．１ＭＰａ以上２５００ＭＰａ以下の範囲であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上２５０ＭＰａ以下の範囲であることがさらに好ましく、０．１ＭＰａ以上２５ＭＰａ以下の範囲であることが一層好ましい。粘弾性材料の貯蔵弾性率が、２５００ＭＰａ以下であれば、十分な制振性能を得ることができ、０．１ＭＰａ以上であれば、ロボットハンド１の剛性の低下が少なく、産業用部品として要求される性能を満たすことができる。また、粘弾性材料は、炭素繊維プリプレグを熱硬化してＣＦＲＰ層２，３を作製することから、その際に発生する熱に対して安定であることが好ましい。さらに、粘弾性材料は、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂との接着性に優れた材料であることが好ましい。
【００２１】
以上の観点から、粘弾性樹脂領域４１を構成する粘弾性材料は、例えば、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）、及び、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ，ＥＰＤＭ）等のゴム、並びに、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、及び、柔軟鎖を持つポリマーであるゴムやエラストマー等を添加することによって弾性率を低くしたエポキシ樹脂等の、ＣＦＲＰに比べて柔軟な材料とすることができる。
【００２２】
繊維状物質は、上記の粘弾性樹脂よりも高い剛性を有するものであって、例えばカーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つとすることができる。カーボンナノチューブは、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５００ＧＰａ以上１００００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。ガラス短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば６０ＧＰａ以上９０ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。炭素短繊維は、その繊維長手方向のヤング率が、例えば５０ＧＰａ以上１０００ＧＰａ以下の範囲のものとすることができる。
【００２３】
これらの繊維状物質の長さは、例えば１μｍ以上６ｍｍ以下の範囲とすることができる。繊維状物質の長さが、１μｍ以上であれば、繊維状物質が粘弾性樹脂におよぼすせん断力が比較的大きくなるため、ロボットハンド１の剛性を改善することができ、６ｍｍ以下であれば、制振弾性層３の貯蔵弾性率が高くなり過ぎず、十分な制振性能が得られる。また、繊維状物質の長さを繊維状物質の直径で除したアスペクト比は、５以上６００以下の範囲であることが好ましく、５以上３００以下の範囲であることがさらに好ましい。アスペクト比が、５以上であれば、繊維状物質同士の絡み合いが生じ易くなるため、ロボットハンド１の剛性を改善することができ、６００以下であれば、粘弾性樹脂に繊維状物質を混練する際に、粘弾性樹脂内に繊維状物質を比較的均一に分散させることができる。
【００２４】
また、粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率は、例えば０．１重量％以上３０重量％以下の範囲とすることができる。粘弾性樹脂に対する繊維状物質の混練比率が、０．１重量％以上であれば、ロボットハンド１の剛性改善に対する効果が比較的大きく、３０重量％以下であれば、十分な制振性能が得られる。
【００２５】
このような制振弾性層４は、例えば、粘弾性樹脂の溶液に繊維状物質を添加し攪拌した後、これをシート状の型に流し込み乾燥させ、ホットプレス器にて加熱・圧縮することにより作製することができる。
【００２６】
以上説明したロボットハンド１は、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１を有する制振弾性層４が配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。したがって、ロボットハンド１によれば、保持予定部Ｂにより保持され、本体部Ａにガラス基板や半導体基板等が載置された時に、一定の曲げ剛性により好適に形状を維持しつつ、振動を迅速に減衰することができる。
［第２の実施形態］
【００２７】
図３及び４に示されるように、ロボットハンド１ａは、第１実施形態に係るロボットハンド１に対して、制振弾性層４に換えて制振弾性層４ａを備えている点で異なっている。制振弾性層４ａは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる２つの粘弾性樹脂領域４１ａと、この粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる３つの高剛性樹脂領域４２ａと、を有する。
【００２８】
粘弾性樹脂領域４１ａは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端から各爪部２１（爪部３１）の先端まで延在する直方体状の領域であり、互いに離間すると共に互いに略平行となっている。高剛性樹脂領域４２ａは、各粘弾性樹脂領域４１ａの両側にそれぞれ配置されている。つまり、粘弾性樹脂領域４１ａと高剛性樹脂領域４２ａとは、ロボットハンド１ａの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って、交互に配列されている。
【００２９】
なお、粘弾性樹脂領域４１ａを構成する材料は、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様のものとすることができる。一方、高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂は、例えばエポキシ樹脂等とすることができるが、特に、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂と同一のものとすることが好ましい。この場合、高剛性樹脂領域４２ａは、ＣＦＲＰ層２，３と制振弾性層４ａとを一体的に成形する際に、ＣＦＲＰ層２，３のマトリックス樹脂によりＣＦＲＰ層２，３と一体的に容易に形成される
【００３０】
以上説明したロボットハンド１ａも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ａを有する制振弾性層４ａが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ａと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ａとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。
［第３の実施形態］
【００３１】
図５に示されるように、ロボットハンド１ｂは、第２実施形態に係るロボットハンド１ａの制振弾性層４ａに換えて、制振弾性層４ｂを備えている。制振弾性層４ｂは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる２つの粘弾性樹脂領域４１ｂと、粘弾性樹脂領域４１ｂの粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域４２ｂと、を有する。
【００３２】
粘弾性樹脂領域４１ｂは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端から各爪部２１（爪部３１）の先端近傍まで延在する台形板状の領域であり、互いに離間している。高剛性樹脂領域４２ｂは、これらの粘弾性樹脂領域４１ｂを取り囲むように配置されている。粘弾性樹脂領域４１ｂと高剛性樹脂領域４２ｂとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って、交互に配列されている。
【００３３】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｂを構成する材料は、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様のものとすることができる。また、高剛性樹脂領域４２ｂを構成する高剛性樹脂は、第２の実施形態に係る高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂と同様のものとすることができる。
【００３４】
ここで、高剛性樹脂領域４２ｂには、冷却水や冷却ガス等の冷媒（熱媒体）を流通させるための流路（熱媒体流路）５が、２つの粘弾性樹脂領域４１ｂの外縁Ｓに沿って設けられている。また、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）において流路５の始端に対応する位置には、流路５に冷媒を導入するための導入口６が設けられており、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）において流路５の終端に対応する位置には、流路５から冷媒を導出するための導出口７が設けられている。
【００３５】
以上説明したロボットハンド１ｂも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２とＣＦＲＰ層３との間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ｂを有する制振弾性層４ｂが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ｂと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ｂとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。さらに、ロボットハンド１ｂにおいては、高剛性樹脂領域４２ｂに設けられた流路５に冷媒を流通させることによって、ロボットハンド１ｂを好適に冷却できる。特に、流路５が粘弾性樹脂領域４１ｂの外縁Ｓに沿って設けられているので、粘弾性樹脂領域４１ｂを効率的に冷却できる。
【００３６】
なお、流路５に流通させる熱媒体は、冷媒に限らず、ロボットハンド１ｂ及び粘弾性樹脂領域４１ｂを加熱するための熱媒体とすることができる。したがって、流路５に流通させる熱媒体を、冷却用のものや加熱用のものと適宜変更することによって、ロボットハンド１ｂ及び粘弾性樹脂領域４１ｂの温度を好適に調整することができる。
【００３７】
上記第２及び第３の実施形態に係る制振弾性層４ａ及び制振弾性層４ｂは、例えば、以下のような態様とすることができる。
【００３８】
すなわち、制振弾性層４ａ，４ｂは、図６に示されるように、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の接続部２２（接続部３２）上に配置され平面視で正方形状の単一の粘弾性樹脂領域４１ｃと、この粘弾性樹脂領域４１ｃを取り囲むように配置された高剛性樹脂領域４２ｃと、を有するものとすることができる。この場合も、粘弾性樹脂領域４１ｃと高剛性樹脂領域４２ｃとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に（ここでは、高剛性樹脂領域４２ｃ、粘弾性樹脂領域４１ｃ、高剛性樹脂領域４２ｃの順に）配列されている。
【００３９】
また、制振弾性層４ａ，４ｂは、図７に示されるように、互いに離間して配置された３つの粘弾性樹脂領域４１ｄと、これらの粘弾性樹脂領域４１ｄを取り囲むように配置された高剛性樹脂領域４２ｄと、を有するものとすることができる。粘弾性樹脂領域４１ｄは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２（ＣＦＲＰ層３）の一端からＣＦＲＰ層２，３の長手方向に沿って延びる直方体状の領域であり、互いに略平行となっている。この場合も、粘弾性樹脂領域４１ｄと高剛性樹脂領域４２ｄとは、少なくとも保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２，３の長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されている。
【００４０】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｃ，４１ｄを構成する材料は、それぞれ、第１の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１を構成する材料と同様である。また、高剛性樹脂領域４２ｃ，４２ｄを構成する高剛性樹脂は、それぞれ、第２の実施形態に係る高剛性樹脂領域４２ａを構成する高剛性樹脂と同様である。
［第４の実施形態］
【００４１】
図８に示されるように、ロボットハンド１ｆは、本体部Ａと、本体部Ａの一端から延設され、ロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部Ｂと、からなる。このようなロボットハンド１ｆも、例えばガラス基板や半導体基板等を搬送するための産業用ロボットに適用することができる。その場合、ロボットハンド１ｆは、保持予定部Ｂを介して産業用ロボットに固定され、本体部Ａ上にガラス基板や半導体基板等の搬送対象物が載置されることとなる。
【００４２】
ロボットハンド１ｆは、長方形状の断面を有する長尺筒状のＣＦＲＰ層２ｆと、ＣＦＲＰ層２ｆ上に積層され長方形状の断面を有する長尺筒状のＣＦＲＰ層３ｆと、ＣＦＲＰ層２ｆとＣＦＲＰ層３ｆとの間に配置された制振弾性層４ｆと、を備えている。保持予定部Ｂは、これらＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆ及び制振弾性層４ｆの一端部により構成されている。ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆは、炭素繊維層にマトリックス樹脂（例えばエポキシ樹脂）を含浸させてなる炭素繊維プリプレグを、アルミニウム等の芯金に巻き付けて積層し、熱硬化して作製される。
【００４３】
制振弾性層４ｆは、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる単一の粘弾性樹脂領域４１ｆと、この粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域４２ｆと、を有する。粘弾性樹脂領域４１ｆは、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの一端から他端まで延在する台形板状の領域であり、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に配置されている。高剛性樹脂領域４２ｆは、粘弾性樹脂領域４１ｆの両側に配置されている。粘弾性樹脂領域４１ｆと高剛性樹脂領域４２ｆとは、ロボットハンド１ｆの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に（ここでは、高剛性樹脂領域４２ｆ、粘弾性樹脂領域４１ｆ、高剛性樹脂領域４２ｆの順に）配列されている。
【００４４】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｆ及び高剛性樹脂領域４２ｆは、それぞれ、第２の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１ａ及び高剛性樹脂領域４２ａと同様の材料からなるものとすることができる。
【００４５】
以上説明したロボットハンド１ｆも、ロボットに組み込まれる際に、保持予定部Ｂが保持される。このとき、ＣＦＲＰ層２ｆとＣＦＲＰ層３ｆとの間に、粘弾性樹脂と粘弾性樹脂に混練され剛性が比較的高い繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域４１ｆを有する制振弾性層４ｆが配置されているので、曲げ剛性を確保しつつ制振性を向上させることができる。また、粘弾性樹脂領域４１ｆと剛性が比較的高い高剛性樹脂領域４２ｆとが、保持予定部Ｂにおいて、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されているので、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に沿っての曲げ剛性が向上される。
【００４６】
なお、制振弾性層４ｆは、例えば、図９に示されるように、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に配置され互いに離間した２つの粘弾性樹脂領域４１ｇと、各粘弾性樹脂領域４１ｇの両側に配置された高剛性樹脂領域４２ｇと、を有するものとすることができる。これらの粘弾性樹脂領域４１ｇは、それぞれ、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの一端から他端まで延在する直方体状の領域であり、互いに略平行となっている。この場合においても、粘弾性樹脂領域４１ｇと高剛性樹脂領域４２ｇとは、ロボットハンド１ｆの全長にわたって、ＣＦＲＰ層２ｆ，３ｆの長手方向に交差する方向に沿って交互に配列されている。
【００４７】
なお、粘弾性樹脂領域４１ｇ及び高剛性樹脂領域４２ｇは、それぞれ、第２の実施形態に係る粘弾性樹脂領域４１ａ及び高剛性樹脂領域４２ａと同様の材料からなる。
【００４８】
ここで、上述した粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの一側面上に限らず、ＣＦＲＰ層２ｆの複数の側面上に配置されてもよい。例えば、粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの上面上と該上面に対向する下面上とに配置することができる。ここで、ＣＦＲＰ層２ｆの上面及び下面は、ロボットハンド１ｆの振動方向に交差する方向に沿って延びる面である。また、粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇは、ＣＦＲＰ層２ｆの上面及び下面に加えて、ＣＦＲＰ層２ｆの他の２つの側面上に配置することもできる。このように、ＣＦＲＰ層２ｆの複数の側面上に粘弾性樹脂領域４１ｆ，４１ｇを配置すれば、制振性を一層向上させることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１，１ａ，１ｂ，１ｆ…ロボットハンド、２，２ｆ，３，３ｆ…ＣＦＲＰ層、４，４ａ，４ｂ，４ｆ…制振弾性層、４１，４１ａ，４１ｂ，４１ｃ，４１ｄ，４１ｆ，４１ｇ…粘弾性樹脂領域、４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｇ…高剛性樹脂領域、Ｂ…保持予定部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、
前記第１の炭素繊維強化プラスチック層と前記第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、
前記制振弾性層は、粘弾性樹脂と前記粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有し、
前記繊維状物質は、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記制振弾性層は、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域をさらに有し、
前記粘弾性樹脂領域と前記高剛性樹脂領域とは、当該ロボットハンドがロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部において、交互に配列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。
【請求項３】
前記高剛性樹脂は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、
前記高剛性樹脂領域は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることを特徴とする請求項２記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記高剛性樹脂領域には、熱媒体を流通させるための熱媒体流路が前記粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載のロボットハンド。
【請求項１】
互いに積層された第１及び第２の炭素繊維強化プラスチック層と、
前記第１の炭素繊維強化プラスチック層と前記第２の炭素繊維強化プラスチック層との間に配置された制振弾性層と、を備え、
前記制振弾性層は、粘弾性樹脂と前記粘弾性樹脂に混練された繊維状物質とを含む材料からなる粘弾性樹脂領域を有し、
前記繊維状物質は、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有することを特徴とするロボットハンド。
【請求項２】
前記制振弾性層は、前記粘弾性樹脂の剛性よりも高い剛性を有する高剛性樹脂からなる高剛性樹脂領域をさらに有し、
前記粘弾性樹脂領域と前記高剛性樹脂領域とは、当該ロボットハンドがロボットに組み込まれる際に保持される保持予定部において、交互に配列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。
【請求項３】
前記高剛性樹脂は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層を構成する樹脂と同一であり、
前記高剛性樹脂領域は、前記第１及び前記第２の炭素繊維強化プラスチック層と一体的に形成されていることを特徴とする請求項２記載のロボットハンド。
【請求項４】
前記高剛性樹脂領域には、熱媒体を流通させるための熱媒体流路が前記粘弾性樹脂領域の外縁に沿って設けられていることを特徴とする請求項２又は３記載のロボットハンド。
【請求項５】
前記繊維状物質は、カーボンナノチューブ、ケッチェンブラック、ガラス短繊維及び炭素短繊維のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜４の何れか一項記載のロボットハンド。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８３４７１（Ｐ２０１１−１８３４７１Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４８０２３（Ｐ２０１０−４８０２３）
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月４日（２０１０．３．４）
【出願人】（０００００４４４４）ＪＸ日鉱日石エネルギー株式会社 (1,898)
【Ｆターム（参考）】
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