WO2018038174A1 - 支持部材 - Google Patents

支持部材 Download PDF

Info

Publication number
WO2018038174A1
WO2018038174A1 PCT/JP2017/030181 JP2017030181W WO2018038174A1 WO 2018038174 A1 WO2018038174 A1 WO 2018038174A1 JP 2017030181 W JP2017030181 W JP 2017030181W WO 2018038174 A1 WO2018038174 A1 WO 2018038174A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
support member
damping member
vibration
space
wall portion
Prior art date
Application number
PCT/JP2017/030181
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
竹村　振一
敬之 本田
Original Assignee
Ｊｘｔｇエネルギー株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 filed Critical Ｊｘｔｇエネルギー株式会社
Priority to KR1020197008329A priority Critical patent/KR102122695B1/ko
Priority to JP2018535744A priority patent/JP6592201B2/ja
Priority to CN201780052363.1A priority patent/CN109642635B/zh
Publication of WO2018038174A1 publication Critical patent/WO2018038174A1/ja

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/02—Suppression of vibrations of non-rotating, e.g. reciprocating systems; Suppression of vibrations of rotating systems by use of members not moving with the rotating systems

Definitions

  • One embodiment of the present invention relates to a support member that supports an article.
  • Patent Document 1 As a support member for supporting an article, one described in Patent Document 1 is known.
  • the support member supports the article in a state where the base end is a fixed end and the front end is a free end and extends in the longitudinal direction.
  • the support member is configured to include a reinforcing fiber composite fiber material, and a space is formed therein.
  • an object of the present invention is to provide a support member that can suppress vibration.
  • a support member is a support member that supports an article in a state in which a base end is a fixed end and a front end is a free end and extends in a longitudinal direction, and includes a reinforcing fiber composite resin material.
  • a tube wall portion that is configured and has a space formed therein is provided, and a damping member that is movable at least partially in the space is disposed in the space.
  • a damping member is disposed in the space of the tube wall. At least a part of the vibration damping member is movable in the space. Therefore, the vibration of the support member can be attenuated by moving the damping member in the space when the support member vibrates and repeating the collision with the tube wall portion with the movement. As described above, vibration of the support member can be suppressed.
  • the vibration damping member may be made of an easily deformable material that is more easily deformed than the reinforcing fiber composite resin material. With such a configuration, the shock absorption of the vibration damping member is improved.
  • the vibration damping member may extend in the longitudinal direction in the space. With such a configuration, since the vibration damping member can collide over a certain range in the longitudinal direction, the shock absorbing property of the vibration damping member is improved.
  • the vibration damping member may be fixed to the tube wall. With such a configuration, it is possible to prevent the position of the damping member in the longitudinal direction from being changed in the space of the tube wall portion.
  • the vibration damping member may be non-fixed to the tube wall portion. With such a configuration, it is only necessary to dispose the vibration damping member in the space of the tube wall portion during manufacture, so that manufacture is facilitated.
  • the damping member may be arranged at a position on the tip side in the space. Since the vibration of the support member has a larger amplitude on the tip side, the vibration can be efficiently damped by arranging the damping member on the tip side.
  • the vibration damping member may be fixed to the tube wall at a position on the distal end side. If the damping member is fixed at the position on the distal end side, the position of the entire damping member can be prevented from being shifted from the distal end side having good shock absorption.
  • the bulk density of the damping member may be 0.02 g / cm 3 or more. With such a configuration, the shock absorbing performance of the damping member can be improved.
  • vibration of the support member can be suppressed.
  • FIG. 1 is a perspective view of a substrate storage cassette to which a support member according to an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a plan view of the support member of FIG. 3 is a cross-sectional view of the support member taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view conceptually showing the vibration damping member.
  • FIG. 5A and FIG. 5B are cross-sectional views showing examples of the arrangement of the damping members.
  • FIG. 6A and FIG. 6B are cross-sectional views showing examples of the arrangement of the damping members.
  • FIG. 7 is a table showing manufacturing conditions of the support member according to the example.
  • FIG. 8 is a table showing specifications of the prepreg used in the support member according to the example.
  • FIG. 9A is a table showing the measurement results of the weight of the support member
  • FIG. 9B is a table showing the specifications of the damping member
  • FIG. 10 is a table showing the specifications of the damping member.
  • FIG. 11A is a graph showing an example of the measurement result of the vibration damping performance of the comparative example
  • FIG. 11B is a graph showing an example of the measurement result of the vibration damping performance of the example.
  • FIG. 12 is a table showing the conditions and measurement results of the examples.
  • FIG. 13 is a table showing the conditions and measurement results of the examples.
  • FIG. 14 is a table showing the conditions and measurement results of the examples.
  • FIG. 15A is a table showing the conditions and measurement results of the examples
  • FIG. 15B is a table showing the conditions of the examples.
  • FIG. 16 is a table showing the conditions and measurement results of the examples.
  • FIG. 17 is a table showing the specifications of the polyrope.
  • FIG. 18 is a graph showing the relationship between the length of the poly rope and the vibration suppression specification.
  • FIG. 19 is a table showing the specifications of the vibration damping member according to the example.
  • FIG. 20 is a table showing the conditions and measurement results of the examples.
  • the support member 10 is a member for supporting the article.
  • the support member 10 is used as a support bar for a substrate storage cassette.
  • the support member 10 can be used for any application, and can be applied to, for example, a robot hand, a robot arm, an automatic warehouse lifter, an article transporting fork, a forklift claw, and the like.
  • 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 support member 10 that functions as a plurality (for example, three) of support bars, a plurality of (for example, three) side bars 4 and a plurality of (for example, three) side bars 5. ing. As a result, in each storage unit 3, one substrate S is horizontally supported by the plurality of support members 10, the plurality of side bars 4, and the plurality of side bars 5.
  • the support member 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 member 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 member 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 member 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 member 10.
  • the configuration of the support member 10 described above will be described in more detail.
  • the side bars 4 and 5 can also have the same configuration as that of the support member 10.
  • the support member 10 is a tapered hollow pipe that tapers toward the tip 10b. Thereby, even if the board
  • a columnar protruding member corresponding to an aluminum member 15 described later is erected on the back surface of the housing 2 facing the opening 2a, and the protruding member supports the protruding member.
  • the members 10 are inserted into end portions on the base end 10a side and fixed to each other by bonding or the like.
  • the aluminum member 15 includes a base portion that is fixed to the housing 2 with bolts or the like, and a rod-shaped portion that is inserted into the support member 10. More specifically, the support member 10 is configured to include a reinforced fiber composite resin material, and includes a tube wall portion 20 in which a space 21 (see FIG. 2) is formed. The support member 10 has a straight portion 10A that extends straight on the base end 10a side, and a taper portion 10B that tapers toward the tip 10b on the tip 10b side. Further, in the straight portion 10A, the aforementioned aluminum member 15 is inserted into a region having a predetermined dimension from the base end 10a. The aluminum member 15 is a solid or hollow rod-shaped member, and is provided so as to fill the space 21 inside the hollow tube wall portion 20.
  • the tube wall portion 20 includes a circular tubular (in other words, cylindrical) inner layer 11 extending from the proximal end 10 a to the distal end 10 b. Further, the upper side and the lower side of the inner layer 11 are covered with an outer layer 14 having a circular arc cross section extending from the base end 10a to the tip end 10b. Note that the length of the arc-shaped outer layer 14 in the circumferential direction of the cross section may be a length corresponding to approximately 1/4 of the circumference, that is, a length corresponding to approximately 90 ° in angle. Further, the outer layer 14 may be omitted.
  • the inner layer 11 and the outer layers 13 and 14 include a reinforced fiber composite resin material.
  • the reinforced fiber composite resin material include fiber reinforced plastics such as glass fiber reinforced plastics (GFRP) and carbon fiber reinforced plastics (CFRP).
  • GFRP glass fiber reinforced plastics
  • CFRP carbon fiber reinforced plastics
  • the inner layer 11 and the outer layers 13 and 14 are configured by laminating one or a plurality of prepregs.
  • the fiber of the carbon fiber reinforced resin may be a PAN-based carbon fiber (tensile elastic modulus: 230 to 600 GPa) or a pitch-based carbon fiber (tensile elastic modulus: 600 to 900 GPa).
  • a unidirectional prepreg, a woven prepreg, or the like is used as the prepreg constituting the carbon fiber reinforced resin sheet.
  • a unidirectional prepreg is a prepreg in which fibers are oriented in only one direction, and may be used at a site where strength and rigidity are desired.
  • the woven prepreg is a plain woven or twilled prepreg, which prevents cracking when a radial load is applied to a circular tubular support member, a hole for attaching a receiving sesame for handling a substrate, etc. It may be used to prevent the occurrence of burrs at machined sites.
  • Thermosetting resin such as epoxy resin, phenol resin, cyanate resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, bismaleimide resin may be used as the resin impregnated in the carbon fiber reinforced resin sheet, and heat such as polyethylene, polypropylene, etc.
  • a plastic resin may be employed.
  • the fiber basis weight of the carbon fiber reinforced resin sheet may be set to 25 to 500 g / m 2 .
  • the resin content of the carbon fiber reinforced resin sheet may be set to 18 to 50 wt%.
  • the thickness of the carbon fiber reinforced resin sheet may be set to 0.03 to 0.5 mm.
  • the prepreg constituting the glass fiber reinforced resin a unidirectional prepreg, a woven prepreg, or the like is used.
  • Thermosetting resins such as epoxy resin, phenol resin, cyanate resin, unsaturated polyester resin, polyimide resin, bismaleimide resin, etc. may be used as the resin impregnated into the glass fiber reinforced resin, and thermoplastics such as polyethylene and polypropylene. Resin may be employed.
  • the fiber basis weight of the glass fiber reinforced resin may be set to 25 to 500 g / m 2 .
  • the resin content of the glass fiber reinforced resin may be set to 18 to 50 wt%.
  • the thickness of the glass fiber reinforced resin may be set to 0.03 to 0.5 mm, and may be set to 0.1 mm or more.
  • a vibration damping member 30 that is movable at least partially in the space 21 is disposed in the space 21.
  • the damping member 30 is a member for attenuating the vibration of the support member 10 by repeatedly colliding with the tube wall portion 20 by moving in the space 21 with the vibration of the support member 10.
  • the vibration damping member 30 collides with the lower end side of the tube wall portion 20 as shown by the solid line and vibrates with the phantom line as the support member 10 vibrates. Collides with the upper end. Further, the vibration damping member 30 may collide with the lateral end of the tube wall portion 20.
  • the vibration damping member 30 may be made of an easily deformable material that is more easily deformed than a reinforcing fiber composite material.
  • the easily deformable material is not a material having high rigidity such as a metal or the like, but a material having low rigidity to the extent that it is deformed by being pressed with a predetermined force.
  • examples of the easily deformable material include a resin material, an elastic material, and a foam material.
  • the resin material include vinyl, polyester, polystyrene, and urethane.
  • the elastic material include rubber and silicon rubber.
  • Examples of the foam material include polystyrene and urethane.
  • the vibration damping member 30 may extend in the longitudinal direction of the tube wall portion 20 in the space 21.
  • the damping member 30 may have a long shape such as a string shape or a rod shape.
  • the cross-sectional shape of the damping member 30 may be any shape such as a circle, a square, a star, and an irregular shape, and may be solid, hollow, or any shape.
  • the damping member 30 may be a single string body, may be composed of a plurality of string bodies, or may be a knitted fiber.
  • the vibration damping member 30 may be arranged in the space 21 in a state in which a long shape is extended along the longitudinal direction of the tube wall portion 20.
  • the string-like damping member 30 may be folded and arranged in the space 21.
  • the vibration damping member 30 may not have a configuration extending in the longitudinal direction.
  • the damping member 30 has a shape of a bar, a plate, or a pipe attached to the tip, and the cross-sectional shape is a square, rectangle, circle, ellipse, hollow, or solid shape. Good.
  • the vibration damping member 30 may be fixed to the tube wall portion 20.
  • the vibration damping member 30 may be fixed to the tube wall portion 20 via a fixing member 31.
  • the fixing member 31 is fixed to the inner surface of the tube wall portion 20, and the vibration damping member 30 is fixed to the fixing member 31.
  • the fixing member 31 may be fixed by a frictional force with the tube wall portion 20 by being configured to have a dimension equal to or larger than the inner diameter of the tube wall portion 20.
  • the fixing member 31 may be fixed to the tube wall portion 20 using an adhesive or the like.
  • the material of the fixing member 31 is not particularly limited, and may be made of foamed polystyrene (polystyrene), foamed polyethylene, urethane foam, or the like.
  • the method of fixing the vibration damping member 30 is not particularly limited, and an engagement portion that engages the vibration damping member 30 is provided in the space 21 of the tube wall portion 20, and the vibration damping member 30 is attached to the engagement portion. You may fix by engaging. Further, the vibration damping member 30 may be fixed to the tube wall portion 20 with an adhesive or the like. When the damping member 30 is fixed to the pipe wall portion 20, at least a part of the damping member 30 moves relative to the pipe wall portion 20, rather than fixing the entire damping member 30 to the pipe wall portion 20. A part of the damping member 30 is fixed to the tube wall portion 20 so as to be possible.
  • the vibration damping member 30 may be unfixed with respect to the tube wall portion 20. That is, the vibration damping member 30 may simply be placed on the inner surface of the tube wall portion 20. For example, as shown in FIG. 6 (b), when the damping member 30 has a string-like shape, the damping member 30 extends in the longitudinal direction in the tube wall portion 20 Just place it on
  • the damping member 30 may be disposed in the space 21 at a position on the tip 10b side. That is, as shown in FIGS. 4, 5 (a), 5 (b), and 6 (b), the vibration damping member 30 may be disposed in a region near the tip 10 b in the space 21.
  • the position in the space 21 of the damping member 30 is not specifically limited,
  • the damping member 30 may be arrange
  • the damping member 30 may be disposed in the space 21 near the center position in the longitudinal direction of the support member 10.
  • the vibration damping member 30 may be fixed to the tube wall portion 20 at a position on the tip 10b side. That is, since the damping member 30 has a long shape along the longitudinal direction, the fixing member 31 may be disposed at any position along the longitudinal direction. In the present embodiment, as shown in FIG. 4, the fixing member 31 is disposed at a position corresponding to the end portion on the most distal end 10 b side in the damping member 30. With such a configuration, a portion of the damping member 30 near the end on the tip 10 b side can move in the space 21 with the vibration of the support member 10. However, the portion at which the damping member 30 is fixed is not particularly limited, and the damping member 30 may be fixed at any position in the damping member 30. For example, the support member 10 may be fixed at the end on the base end 10 a side, or may be fixed near the center position of the vibration damping member 30.
  • the length of the vibration damping member 30 (the length of a part that can be freely moved excluding the fixed part) is the vibration damping member 30. May be 50 mm or more, or 100 mm or more. Moreover, when the damping member 30 is arrange
  • the length of the damping member 30 may be 3% or more and 6% or more with respect to the entire length of the support member 10.
  • the upper limit value of the length of the damping member 30 is not particularly limited, but may be inserted into the entire space of the support member 10.
  • the diameter of the cross section of the damping member 30 (the average diameter in the case of a shape other than a circle) may be 1.5 mm or more, and may be 2 mm or more.
  • the diameter or vertical height of the damping member 30 may be 8.0% or more and 94% or less with respect to the inner dimension of the support member 10. By setting such a diameter, the damping member 30 can sufficiently suppress vibration.
  • the upper limit value of the diameter of the damping member 30 may be a dimension equal to or smaller than the inner diameter of the tube wall portion 20 so that the damping member 30 can move at least within the tube wall portion 20.
  • the bulk density of the damping member 30 may be at 0.02 g / cm 3 or more, may be at 0.03 g / cm 3 or more.
  • the upper limit value of the bulk density of the vibration damping member 30 is not particularly limited, but may be 0.83 g / cm 3 or less.
  • a damping member 30 is disposed in the space 21 of the tube wall portion 20. At least a part of the damping member 30 is movable in the space 21. Therefore, when the support member 10 vibrates, the vibration damping member 30 moves in the space 21, and the vibration of the support member 10 can be attenuated by repeating the collision with the tube wall portion 20 along with the movement. As described above, vibration of the support member 10 can be suppressed.
  • the vibration damping member 30 is made of an easily deformable material that is more easily deformed than a reinforcing fiber composite material. With such a configuration, the shock absorption of the vibration damping member 30 is improved.
  • a metal member is used as the damping member 30, in addition to an increase in weight, the damping characteristic may not be exhibited unexpectedly. That is, when a metal member is disposed at the tip of the support member 10, the metal material generally has high rigidity, and therefore the metal member is unlikely to repeatedly collide with the tube wall inside the support member 10 even by vibration. Therefore, using a metal member as the damping member may not lead to suppression of vibration.
  • a metal member as a vibration damping member also attaches a heavy object to the tip of the support member 10, which leads to a decrease in the natural frequency of the support member 10, and the expected vibration convergence behavior. It may not connect.
  • adopted what was comprised with the easily deformable material as the damping member 30 can perform a shock absorption suitably compared with the structure which used the metallic member as the damping member.
  • a vibration control structure of the support member a configuration in which a weight body is arranged at the tip of the support member via an elastic body is conceivable.
  • this configuration it is necessary to adjust the relationship between the natural frequency of the weight part and the natural frequency of the support member itself (pipe itself). That is, it is necessary to adjust the length of the elastic body, the elastic modulus, and the mass of the weight body so that the weight body swings in the direction opposite to the direction in which the support member swings.
  • the natural frequency changes between when the substrate is loaded and when it is not loaded.
  • the vibration damping member 30 extends in the longitudinal direction within the space 21. With such a configuration, the vibration damping member 30 can collide over a certain range in the longitudinal direction, so that the shock absorption of the vibration damping member 30 is improved.
  • the vibration damping member 30 is fixed to the tube wall portion 20. With such a configuration, it is possible to prevent the position of the vibration damping member 30 in the longitudinal direction from being changed in the space 21 of the tube wall portion 20.
  • the damping member 30 is not fixed to the tube wall portion 20. With such a configuration, it is only necessary to arrange the vibration damping member 30 in the space 21 of the pipe wall portion 20 at the time of manufacture, and thus the manufacture is facilitated.
  • the damping member 30 is disposed in the space 21 at a position on the tip 10b side. Since the vibration of the support member 10 has a larger amplitude on the tip 10b side, the vibration can be efficiently damped by disposing the damping member 30 on the tip 10b side.
  • the vibration damping member 30 is fixed to the tube wall portion 20 at a position on the distal end 10b side. If the damping member 30 is fixed at the position on the tip 10b side, the position of the damping member 30 as a whole can be prevented from shifting from the tip side having good shock absorption. For example, as shown in FIG. 5B, when the damping member 30 is disposed on the distal end 10b side and is fixed on the proximal end 10a side, as time passes, There is a possibility that the portion arranged on the distal end 10b side gradually approaches the fixing member 31 side on the proximal end 10a side. In this case, the vibration suppression effect of the damping member 30 in the vicinity of the tip 10b may be reduced. On the other hand, if the damping member 30 is fixed on the tip 10b side as shown in FIG. 5A, at least the damping member 30 can be prevented from moving away from the vicinity of the tip 10b.
  • the bulk density of the damping member 30 is 0.02 g / cm 3 or more. With such a configuration, the shock absorbing performance of the vibration damping member 30 can be improved.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiment, and any configuration may be adopted as the shape, size, and arrangement of the damping member as long as the attenuation of the supporting member can be reduced. Also good.
  • the total length of the support member was 1850 mm (the dimension of “full length of support bar” in FIG. 1), and the straight portion was 310 mm (the dimension of “hand straight length” in FIG. 1).
  • the long diameter (vertical diameter) of the straight portion on the base end side was 22 mm, and the long diameter (vertical diameter) of the tip was 15 mm.
  • the taper part it inclined so that a diameter might decrease at a fixed ratio from 22 mm to 15 mm toward the front-end
  • the insertion length of the aluminum member three types of lengths of 282 mm, 200 mm, and 150 mm (dimensions of “aluminum insertion length” in FIG. 1) were prepared.
  • the tube wall portion of the support member was configured by laminating a plurality of CFRP sheets.
  • Each layer was numbered No. 1 to No. 5 from the inside to the outside in the radial direction, and the conditions in each layer are shown in FIG.
  • the “lamination angle” in the table of FIG. 7 is an angle of the fiber with respect to the axial direction of the support member.
  • PPG indicates the model number of the prepreg.
  • MPT indicates the thickness of the prepreg after molding.
  • PLY number indicates the number of prepreg laminates.
  • “Lamination position” indicates the mounting state of the sheet. Whether the sheet is wound over the entire circumference (corresponding to the inner layer 11 in FIG. 3) or only the upper and lower ends are wound (on the outer layer 14 in FIG.
  • FIG. 8 shows the details of the specifications of each prepreg.
  • “AFW” in FIG. 8 represents the weight per unit area of the reinforcing fiber
  • “RC” represents the weight ratio of the matrix resin contained in the prepreg
  • “GF” represents the state of the glass fiber.
  • the weight when the aluminum insertion length is 150 mm, the weight could be 450 g or less.
  • the weight of the aluminum insertion length of 200 mm was 450 g.
  • the damping member when the damping member is inserted, it becomes larger than 450 g. Therefore, in each of the following experiments, the aluminum insertion length was set to 150 mm.
  • the aluminum insertion length was 150 mm, and a support member was prepared under the above manufacturing conditions.
  • the support member on which the damping member is not installed is used as a comparative example, and the example in which the damping member according to various conditions is arranged is used as an example.
  • Examples 1 to 26 were prepared as support members having a vibration damping member according to the conditions shown in FIGS.
  • Examples 31 to 36 were prepared as support members having a vibration damping member according to the conditions shown in FIG.
  • the item of “damping member” indicates the name of the adopted damping member.
  • the specifications of each product name are shown in FIG. 9B and FIG.
  • the “insertion position” indicates a position where the damping member is arranged in the space inside the support member.
  • tip indicates that the tip of the support member and the tip of the damping member are arranged to coincide with each other.
  • the base end of the support member and the end portion on the base end side of the damping member are arranged to coincide with each other.
  • insertion length indicates the overall length when the damping member is extended in the support member.
  • fixed indicates whether or not the vibration damping member is fixed, and the fixing location. In the case of “fixed at the front end”, it indicates that the vibration damping member is fixed in a state where the fixing member is disposed at the position of the base end of the support member.
  • the transparent tube B when the transparent tube B was used, a circular recess having a diameter of 7 mm was attached to a cylindrical foamed polystyrene having a diameter of 13 mm, and the transparent tube was inserted therein to be fixed.
  • a polyrope When a polyrope was used, a cylindrical foamed polystyrene having a diameter of 13 mm was pushed into the tip of the support member, and at that time, the polyrope was sandwiched together and fixed.
  • the item “Cost” indicates the cost related to the vibration damping member.
  • total weight the total weight of the supporting members including the damping member is shown.
  • Examples 37 to 40 were prepared as support members having vibration damping members according to the conditions shown in FIG.
  • “silicon tube C” was adopted as the vibration damping member.
  • the specification of “silicon tube C” is shown in FIG.
  • the “insertion position” was “back”, that is, the base end of the support member.
  • the damping member was fixed to an aluminum member provided on the base end side of the support member.
  • Other conditions were the same as in the other examples.
  • the vibration damping characteristics were measured using a bending vibration damping characteristic evaluation apparatus.
  • the base end of the support member is fixed to be in a cantilever fixed state.
  • the displacement of the support member during vibration was measured with a laser displacement meter.
  • the measurement sampling interval was set to 1 msec, the number of sampling points was set to 40000 points, and the measurement time was set to 40 sec.
  • the amplitude starts from a state where the amplitude of the tip of the support member becomes ⁇ 7.5 mm.
  • FIG. 11A shows the state of attenuation of the comparative example
  • FIG. 11B shows the state of attenuation of the example.
  • the measurement result is shown in the item “vibration suppression specification”.
  • a vibration suppression spec of 5 seconds or less was evaluated as “ ⁇ ” because the vibration suppression effect was particularly large.
  • the vibration suppression specification was larger than 5 seconds, at least smaller than the comparative example was evaluated as “ ⁇ (attenuation)”. A sample having a total weight greater than 450 g was evaluated as “ ⁇ (weight)”.
  • the vibration suppression specification is improved at least as compared with the comparative example by arranging the damping member in the space inside the support member. From this, it is understood that the vibration of the support member can be suppressed by using the damping member.
  • Example 1 By evaluating Example 1, Example 2, Example 3, and Example 12, a more suitable vibration damping member was selected. Among these, the vibration suppression specification was 0.25 seconds for the transparent tube A of Example 3, and the vibration suppression specification was 0.68 seconds for the polyrop of Example 12, indicating high damping performance. In addition, in the transparent tube A of Example 3, it exceeded the conditions in terms of the total weight. From such a result, it is understood that the vibration damping member has a certain amount of weight and can exhibit sufficient vibration suppressing performance by setting the diameter so that it can move sufficiently within the support member. Therefore, it is understood that the vibration suppression performance can be further improved by using a transparent tube and a polyrope as the damping member. Moreover, as shown in FIG. 14, it is understood that vibration suppression performance can be improved also when a silicone tube, a low foam polystyrene, a strip-shaped nonwoven fabric, a cotton string, or a felt material is used.
  • Example 4 By evaluating Example 4, Example 5, Example 6, and Example 7, a more suitable position of the damping member was examined. In Example 4 and Example 5, and Example 6 and Example 7, conditions differ only by the point whether the damping member is arrange
  • FIG. 18 is a graph plotting the relationship between the length of the poly rope and the vibration suppression specification for Examples 21 to 26. In each embodiment, the longer the length of the damping member is, the higher the vibration suppression specification is.
  • any item of rigidity, total weight, vibration suppression performance, and cost is provided if the insertion length is 400 mm. It is understood that good evaluation can be obtained.
  • Example 27 in which conditions suitable as a vibration damping member for the support bar were set was created as a sample for final evaluation.
  • a 600 mm polyrope was adopted as the damping member, a polyethylene material was punched into the polyrope as a fixing member, and the polyrope was inserted into the polyrope, and fixed to the tip of the support member using an adhesive.
  • the conditions were the same as the layer configuration shown in FIG. 7 (a) except that the “PLY number” of No 4 was set to 4.
  • three samples were prepared as Examples 27-1, 27-2, and 27-3. The measurement results of these deflections, total weight, and vibration suppression specifications are shown in FIG.
  • Total weight (support member + damping member) indicates the total weight of the entire support member
  • total weight (support member only) indicates the weight obtained by removing the weight of the damping member from the support member.
  • Example 27 Mass change and bulk density of damping member
  • the vibration damping member of Example 27 has a three-strike string shape, and this was divided into 2/3 as viewed in the axial direction (two out of three striking) was designated as Example 28.
  • Example 30 was obtained by using the damping member of Example 27 as a backup material.
  • Specific specifications of the poly rope are shown in FIG.
  • the measurement result of each Example is shown in FIG. From the measurement results of Examples 27 to 29, it is understood that the greater the mass per length, the higher the vibration suppressing effect.
  • the bulk density in the case of one of the three polyropes is 0.83 g / cm 3
  • the bulk density of the backup material is 0.02 g / cm 3.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Vibration Prevention Devices (AREA)

Abstract

基端を固定端とし、且つ、先端を自由端として長手方向に延びた状態で物品を支持する支持部材であって、強化繊維複合樹脂材料を含んで構成され、内部に空間が形成された管壁部を備え、空間内には、当該空間内において少なくとも一部分が移動可能な制振部材が配置されている、支持部材。

Description

支持部材
　本発明の一形態は、物品を支持する支持部材に関する。
　物品を支持する支持部材として、特許文献１に記載されたものが知られている。この支持部材は、基端を固定端とし、且つ、先端を自由端として長手方向に延びた状態で物品を支持する。支持部材は、強化繊維複合繊維材料を含んで構成されており、内部に空間が形成されている。
特開２００７－１９６６１５号公報
　ところで、上述のように基端を固定端とし、且つ、先端を自由端として物品を支持する支持部材においては、使用時において、物品の設置時や撤去時に振動が発生する場合がある。従って、支持部材に発生する振動を抑制することが要請されている。
　そこで、本発明は、振動を抑制することができる支持部材を提供することを目的とする。
　本発明の一形態に係る支持部材は、基端を固定端とし、且つ、先端を自由端として長手方向に延びた状態で物品を支持する支持部材であって、強化繊維複合樹脂材料を含んで構成され、内部に空間が形成された管壁部を備え、空間内には、当該空間内において少なくとも一部分が移動可能な制振部材が配置されている。
　支持部材において、管壁部の空間内には、制振部材が配置されている。この制振部材は、空間内において少なくとも一部が移動可能である。従って、支持部材の振動時には空間内で制振部材が移動し、当該移動に伴って管壁部と衝突を繰り返すことによって、支持部材の振動を減衰させることができる。以上により、支持部材の振動を抑制することができる。
　支持部材において、制振部材は、強化繊維複合樹脂材料に比して変形し易い易変形材料によって構成されてよい。このような構成により、制振部材の衝撃吸収性が向上する。
　支持部材において、制振部材は、空間内にて長手方向に延びてよい。このような構成により、制振部材は、長手方向の一定範囲にわたって衝突することができるため、制振部材の衝撃吸収性が向上する。
　支持部材において、制振部材は、管壁部に固定されていてよい。このような構成により、管壁部の空間内で制振部材の長手方向における位置が変更されることを防止できる。
　支持部材において、制振部材は、管壁部に対して非固定とされていてよい。このような構成により、製造時において、制振部材を管壁部の空間内に配置するだけでよいので、製造が容易となる。
　支持部材において、制振部材は、空間内において、先端側の位置に配置されていてよい。支持部材の振動は先端側の方が振幅が大きいため、当該先端側に制振部材が配置されることで、効率よく振動を減衰させることができる。
　支持部材において、制振部材は、先端側の位置で管壁部に固定されていてよい。制振部材が先端側の位置で固定されていれば、制振部材全体としての位置が、衝撃吸収性のよい先端側からずれることを抑制できる。
　支持部材において、制振部材のかさ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３以上であってよい。このような構成により、制振部材の衝撃吸収性能を向上できる。
　本発明の一形態によれば、支持部材の振動を抑制することができる。
図１は、本発明の一実施形態の支持部材が適用された基板収納カセットの斜視図である。 図２は、図１の支持部材の平面図である。 図３は、図２のIII－III線に沿っての支持部材の断面図である。 図４は、制振部材を概念的に示す断面図である。 図５（ａ）及び図５（ｂ）は、制振部材の配置の例を示す断面図である。 図６（a）及び図６（ｂ）は、制振部材の配置の例を示す断面図である。 図７は、実施例に係る支持部材の製造条件を示す表である。 図８は、実施例に係る支持部材で用いたプリプレグの仕様を示す表である。 図９（a）は、支持部材の重量の測定結果を示す表であり、図９（ｂ）は制振部材の仕様を示す表である。 図１０は、制振部材の仕様を示す表である。 図１１（a）は比較例の振動減衰性能の測定結果の一例を示すグラフであり、図１１（ｂ）は実施例の振動減衰性能の測定結果の一例を示すグラフである。 図１２は、実施例の条件及び測定結果を示す表である。 図１３は、実施例の条件及び測定結果を示す表である。 図１４は、実施例の条件及び測定結果を示す表である。 図１５（a）は実施例の条件及び測定結果を示す表であり、図１５（ｂ）は実施例の条件を示す表である。 図１６は、実施例の条件及び測定結果を示す表である。 図１７は、ポリロープの仕様を示す表である。 図１８は、ポリロープの長さと振動抑制スペックとの関係を示すグラフである。 図１９は、実施例に係る制振部材の仕様を示す表である。 図２０は、実施例の条件及び測定結果を示す表である。
　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。
　支持部材１０は、物品を支持するための部材である。本実施形態においては、支持部材１０を基板収納カセットのサポートバーとして用いる場合の例について説明する。なお、支持部材１０はあらゆる用途に用いることができ、例えばロボットハンド、ロボットアーム、自動倉庫用リフター、物品搬送用フォーク、フォークリフトの爪等に適用することができる。
　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）のサポートバーとして機能する支持部材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、複数本の支持部材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。
　支持部材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、支持部材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。支持部材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、一方の支持部材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、他方の支持部材１０の近傍に至っている。
　上述した支持部材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、支持部材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、支持部材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が載置されて支持部材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間において支持部材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、後述のアルミ部材１５に該当する円柱状の突起部材が立設されており、その突起部材が支持部材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。なお、アルミ部材１５は、筐体２にボルト等によって固定されるベース部と、支持部材１０に挿入される棒状部を備えている。より具体的には、支持部材１０は、強化繊維複合樹脂材料を含んで構成され、内部に空間２１（図２参照）が形成された管壁部２０を備えている。支持部材１０は、基端１０ａ側に、真っ直ぐに延びるストレート部１０Ａを有し、先端１０ｂ側に、先端１０ｂへ向かって先細りとなるテーパ部１０Ｂを有している。また、ストレート部１０Ａのうち、基端１０ａから所定寸法の領域には、前述のアルミ部材１５が挿入されている。アルミ部材１５は、中実又は中空の棒状部材であり、中空な管壁部２０の内部の空間２１を埋めるように設けられている。
　図３に示されるように、管壁部２０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。更に、内側層１１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。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てよい。また、外側層１４を省略してもよい。
　内側層１１及び外側層１３，１４は、強化繊維複合樹脂材料を含んで構成されている。強化繊維複合樹脂材料として、ガラス繊維強化樹脂（ＧＦＲＰ：glass　fiber reinforced　plastics）や炭素繊維強化樹脂(ＣＦＲＰ：carbon　fiber　reinforced　plastics）等の繊維強化プラスチックが挙げられる。内側層１１及び外側層１３，１４は、１枚又は複数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。
　炭素繊維強化樹脂の繊維は、ＰＡＮ系炭素繊維（引張弾性率：２３０～６００ＧＰａ）又はピッチ系炭素繊維（引張弾性率：６００～９００ＧＰａ）であってよい。炭素繊維強化樹脂シートを構成するプリプレグとしては、一方向プリプレグ、織物プリプレグ等が使用される。一方向プリプレグは、繊維が一方向のみに配向されたプリプレグであり、強度及び剛性を得たい部位に使用されてよい。織物プリプレグは、平織り、綾織り等されたプリプレグであり、円管状の支持部材に対して半径方向荷重を負荷した場合の割れの発生の防止、基板を受け持つための受けゴマ取り付け用の穴等の機械加工部位でのバリ発生の防止のために使用されてよい。炭素繊維強化樹脂シートに含浸される樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が採用されてよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が採用されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの繊維目付は、２５～５００ｇ／ｍ２に設定されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの樹脂含有率は、１８～５０ｗｔ％に設定されてよい。炭素繊維強化樹脂シートの厚さは、０．０３～０．５ｍｍに設定されてよい。
　ガラス繊維強化樹脂を構成するプリプレグとしては、一方向プリプレグ、織物プリプレグ等が使用される。ガラス繊維強化樹脂に含浸される樹脂として、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、シアネート樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ビスマレイミド樹脂等の熱硬化性樹脂が採用されてよく、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂が採用されてよい。ガラス繊維強化樹脂の繊維目付は、２５～５００ｇ／ｍ２に設定されてよい。ガラス繊維強化樹脂の樹脂含有率は、１８～５０ｗｔ％に設定されてよい。ガラス繊維強化樹脂の厚さは、０．０３～０．５ｍｍに設定されてよく、０．１ｍｍ以上に設定されてよい。
　図４に示すように、空間２１内には、当該空間２１内において少なくとも一部分が移動可能な制振部材３０が配置されている。制振部材３０は、支持部材１０の振動に伴って空間２１内で移動することによって、管壁部２０と衝突を繰り返し、支持部材１０の振動を減衰させるための部材である。例えば、図４に示すように、制振部材３０は、支持部材１０の振動に伴い、実線で示すように管壁部２０の下端側に衝突し、仮想線でしめすように管壁部２０の上端側に衝突する。また、制振部材３０は、管壁部２０の横方向の端部側に衝突してもよい。
　制振部材３０は、強化繊維複合材料に比して変形し易い易変形材料によって構成されてよい。易変形材料とは、金属等のように高い剛性を有する材料ではなく、所定の力で押圧されることで変形する程度に低い剛性を有する材料である。例えば、易変形材料として、樹脂材料、弾性材料、発泡材料等が挙げられる。樹脂材料として、ビニール、ポリエステル、ポリスチレン、ウレタン等が挙げられる。弾性材料として、ゴム、シリコンゴム等が挙げられる。発泡材料として、ポリスチレン、ウレタン等が挙げられる。
　制振部材３０は、空間２１内にて管壁部２０の長手方向に延びてよい。例えば、図４に示すように、制振部材３０は、紐状、棒状、の長尺な形状を有していてよい。制振部材３０の横断面形状は、円形、角形、星形、異形等いずれの形状であってもよく、中実でも中空でもいずれの形状であってもよい。また、制振部材３０は、一本の紐体であってもよく、複数の紐体で構成されてもよく、繊維状のものを編んだものであってもよい。また、制振部材３０は、長尺な形状を管壁部２０の長手方向に沿って延ばした状態で、空間２１内に配置されてよい。ただし、紐状の制振部材３０を折り畳んで空間２１内に配置してもよい。
　ただし、制振部材３０は、長手方向に延びた構成でなくともよい。例えば、制振部材３０は、先端に取り付けられた棒、板、パイプの形状を有するものであり、その断面形状が正方形、矩形、円形、楕円、中空、中実のような形状であってもよい。
　制振部材３０は、管壁部２０に固定されていてよい。例えば、図４に示すように、制振部材３０は、固定部材３１を介して管壁部２０に固定されてよい。固定部材３１は、管壁部２０の内面に固定されており、制振部材３０は当該固定部材３１に固定されている。固定部材３１は、管壁部２０の内径以上の寸法に構成されることで、管壁部２０との摩擦力によって固定されてもよい。あるいは、固定部材３１は、接着剤等を用いて管壁部２０に固定されてもよい。固定部材３１の材質は特に限定されず、発泡スチロール（ポリスチレン）、発泡ポリエチレン、ウレタンフォーム等によって構成されてよい。なお、制振部材３０の固定方法は特に限定されず、管壁部２０の空間２１内に制振部材３０を係合させるような係合部を設け、当該係合部に制振部材３０を係合させることで固定してもよい。また、制振部材３０を接着剤等で管壁部２０に固定してもよい。なお、制振部材３０を管壁部２０に固定する場合は、制振部材３０全体を管壁部２０に固定するのではなく、少なくとも制振部材３０の一部分が管壁部２０に対して移動可能となるように、制振部材３０の一部を管壁部２０に固定する。
　あるいは、制振部材３０は、管壁部２０に対して非固定とされていてもよい。すなわち、制振部材３０を管壁部２０の内面上に単に載置するだけであってもよい。例えば、図６（ｂ）に示すように、制振部材３０が紐状の形状を有しているときは、制振部材３０を長手方向に沿って延ばした状態にて、管壁部２０内に載置するだけでよい。
　制振部材３０は、空間２１内において、先端１０ｂ側の位置に配置されていてもよい。すなわち、図４、図５（ａ），（ｂ）、及び図６（ｂ）に示すように、制振部材３０が、空間２１における、先端１０ｂ付近の領域に配置されてよい。ただし、制振部材３０の空間２１内における位置は特に限定されず、例えば、図６（ａ）に示すように、制振部材３０が空間２１のうち基端１０ａ側に配置されてもよい。あるいは、制振部材３０が空間２１のうち、支持部材１０の長手方向における中央位置付近に配置されてもよい。
　制振部材３０は、先端１０ｂ側の位置で管壁部２０に固定されていてよい。すなわち、制振部材３０は、長手方向に沿って長尺な形状を有しているため、固定部材３１を長手方向に沿ったどの位置に配置してもよい。本実施形態では図４に示すように、固定部材３１は、制振部材３０のうち、最も先端１０ｂ側の端部と対応する位置に配置されている。このような構成により、制振部材３０のうち、先端１０ｂ側の端部付近の部分は、支持部材１０の振動に伴って空間２１内を移動可能である。ただし、制振部材３０をどの部分で固定するかは特に限定されず、制振部材３０のうち、どの位置で固定してもよい。例えば、支持部材１０は、基端１０ａ側の端部で固定してもよく、制振部材３０のうちの中央位置付近で固定されてもよい。
　制振部材３０の形状として、長尺な部材を採用する場合、制振部材３０の長さ（固定された部分を除く、自由に移動することができる部分の長さ）は、制振部材３０が支持部材１０の先端側に配置される場合、５０ｍｍ以上であってよく、１００ｍｍ以上であってよい。また、制振部材３０が支持部材１０の基端側に配置される場合、制振部材３０の長さを７５０ｍｍ以上としてよい。このような長さに設定することで、制振部材３０は十分に振動を抑制することができる。制振部材３０の長さは、支持部材１０全体の長さに対して、３％以上であってよく、６％以上であってよい。また制振部材３０の長さの上限値は特に限定されないが、支持部材１０の空間内すべてに挿入しても良い。また、制振部材３０の横断面の直径（円以外の形状である場合は平均径）は、１．５ｍｍ以上であってよく、２ｍｍ以上であってよい。制振部材３０の直径あるいは垂直方向の高さは、支持部材１０の内側寸法に対して、８．０％以上であってよく、９４％以下であってよい。このような直径に設定することで、制振部材３０は十分に振動を抑制することができる。また、制振部材３０の直径の上限値は、少なくとも管壁部２０内で制振部材３０が移動できるように、管壁部２０の内径以下の寸法であってよい。
　制振部材３０のかさ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３以上であってよく、０．０３ｇ／ｃｍ３以上であってよい。なお、制振部材３０のかさ密度の上限値は特に限定されないが、０．８３ｇ／ｃｍ３以下であってよい。
　次に、本実施形態に係る支持部材１０の作用・効果について説明する。
　本実施形態に係る支持部材１０において、管壁部２０の空間２１内には、制振部材３０が配置されている。この制振部材３０は、空間２１内において少なくとも一部が移動可能である。従って、支持部材１０の振動時には空間２１内で制振部材３０が移動し、当該移動に伴って管壁部２０と衝突を繰り返すことによって、支持部材１０の振動を減衰させることができる。以上により、支持部材１０の振動を抑制することができる。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、強化繊維複合材料に比して変形し易い易変形材料によって構成されている。このような構成により、制振部材３０の衝撃吸収性が向上する。制振部材３０として、例えば金属の部材を採用した場合、重量の増加に加えて、制振特性が思いのほか発揮されない場合がある。すなわち金属の部材を支持部材１０の先端に配置した場合、金属材料は一般に剛性が高いため、金属の部材は、振動によっても支持部材１０内部の管壁に繰り返し衝突しにくい。従って、金属の部材を制振部材として用いることは、振動を抑制することにはつながらない場合がある。さらに、金属の部材を制振部材として用いることは、支持部材１０の先端に重量物を取り付けることにもなるため、支持部材１０の固有振動数の低下を招き、期待通りの振動の収束挙動につながらない場合がある。これに比して、制振部材３０として易変形材料で構成されたものを採用した構成は、金属部材を制振部材とした構成に比して、好適に衝撃吸収を行うことができる。
　ここで、支持部材の制震構造として、支持部材の先端に弾性体を介して重量体を配置する構成が考えられる。ただし、当該構成においては、重量体部の固有振動数と支持部材自体（パイプ自体）の固有振動数の関係を調整する必要性が生じる。すなわち、支持部材が振れる向きとは逆方向に重量体が振れるように、弾性体の長さ、弾性率、重量体の質量を調整する必要がある。特に支持部材単独でみると、基板が積載されている場合と無積載の状態ではその固有振動数が変化する。従って、所定の弾性体及び重量体の組み合わせを配置した場合、基板積載時には制振効果が高くても、無積載の場合には逆に共振状態となる可能性がある。このような場合は、振動がいつまでも収束しなかったり、無積載の場合には制振効果が高くても、基板積載時には逆に共振状態となり、振動がいつまでも収束しない事態になる可能性がある。これに対して本実施形態に係る支持部材１０では、基板積載、無積載に関わらず、支持部材の制振性能を改善することが可能である。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、空間２１内にて長手方向に延びている。このような構成により、制振部材３０は、長手方向の一定範囲にわたって衝突することができるため、制振部材３０の衝撃吸収性が向上する。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、管壁部２０に固定されている。このような構成により、管壁部２０の空間２１内で制振部材３０の長手方向における位置が変更されることを防止できる。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、管壁部２０に対して非固定とされる。このような構成により、製造時において、制振部材３０を管壁部２０の空間２１内に配置するだけでよいので、製造が容易となる。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、空間２１内において、先端１０ｂ側の位置に配置されている。支持部材１０の振動は先端１０ｂ側の方が振幅が大きいため、当該先端１０ｂ側に制振部材３０が配置されることで、効率よく振動を減衰させることができる。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０は、先端１０ｂ側の位置で管壁部２０に固定されている。制振部材３０が先端１０ｂ側の位置で固定されていれば、制振部材３０全体としての位置が、衝撃吸収性のよい先端側からずれることを抑制できる。例えば、図５（ｂ）のように、制振部材３０が先端１０ｂ側に配置されており、且つ、基端１０ａ側で固定されている場合、時間の経過と共に、制振部材３０のうち、先端１０ｂ側に配置されていた部分が、徐々に基端１０ａ側の固定部材３１側へ寄ってくる可能性がある。この場合、先端１０ｂ付近での制振部材３０の振動抑制効果が低下する可能性がある。一方、図５（ａ）のように、先端１０ｂ側で制振部材３０が固定されていれば、少なくとも制振部材３０が先端１０ｂ付近から遠ざかるように移動することを防止できる。
　本実施形態に係る支持部材１０において、制振部材３０のかさ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３以上である。このような構成により、制振部材３０の衝撃吸収性能を向上できる。
　本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、制振部材の形状や大きさや配置は、支持部材の減衰を低減することができるものであれば、どのような構成を採用してもよい。
　[実施例]
　次に、支持部材の実施例について説明を行う。ただし、支持部材は以下の実施例に限定されるものではない。
　（支持部材の構成）
　支持部材の全長を１８５０ｍｍ（図１の「サポートバー全長」の寸法）とし、このうちストレート部を３１０ｍｍ（図１の「手元ストレート長さ」の寸法）とした。また、基端側のストレート部の長径（垂直方向の直径）を２２ｍｍとし、先端の長径（垂直方向の直径）を１５ｍｍとした。テーパ部については、先端に向かって２２ｍｍから１５ｍｍに直径が一定の割合で減少するように傾斜させた。アルミ部材の挿入長さについては２８２ｍｍ、２００ｍｍ、１５０ｍｍ（図１の「アルミ挿入長さ」の寸法）の３タイプの長さを準備した。
　支持部材の管壁部をＣＦＲＰのシートを複数積層することで構成した。径方向における内側から外側へ向かって各層にＮｏ１～Ｎｏ５と番号を付し、各層における条件を図７に示した。なお、図７の表における「積層角度」は、支持部材の軸方向に対する繊維の角度である。「ＰＰＧ」は、プリプレグの型番を示している。「ＭＰＴ」は、プリプレグ一枚当たりの成形後の厚さを示している。「ＰＬＹ数」は、プリプレグの積層枚の数を示している。「積層位置」は、シートの取付け状況を示しており、シートを全周にわたって巻き付けているか（図３の内側層１１に対応）、上下の端部のみ巻き付けているか（図３の外側層１４に対応）を示している。図８は、各プリプレグの仕様の詳細を示している。図８の「ＡＦＷ」とは強化繊維の単位面積当たりの重量を示し、「ＲＣ」とはプリプレグに含まれるマトリックス樹脂の重量比率を示し、「ＧＦ」とはガラスファイバーの状態を示している。
　（剛性及び重量）
　上述の製造条件にて、アルミ部材の挿入長さを２８２ｍｍ、２００ｍｍ、１５０ｍｍとして支持部材を３つ準備した。これらの支持部材の先端に３００ｇｆの負荷を付与し、撓みを測定した。「荷重撓み」が６ｍｍ以下という条件を満たすことが、サポートバーとしてより好ましい。図９（ａ）に示すように、いずれのアルミ挿入長さの支持部材についても、撓みが６ｍｍとなり、「荷重撓み±６ｍｍ」という条件を満たした。一方、重量については、４５０ｇ以下であることがサポートバーとしてはより好ましいが、図９（ａ）に示すように、アルミ挿入長さ１５０ｍｍの場合に、重量を４５０ｇ以下とすることができた。なお、アルミ挿入長さ２００ｍｍの重量は４５０ｇであったが、制振部材を挿入する場合は、４５０ｇより大きくなる。従って、以下の各実験では、アルミ挿入長さを１５０ｍｍとした。
　（比較例及び実施例）
　アルミ挿入長さを１５０ｍｍとし、上述の製造条件にて支持部材を準備した。このうち、制振部材を設置しない支持部材を比較例として、各種条件に係る制振部材を配置したものを実施例とした。具体的には、図１２及び図１３に示すような条件に係る制振部材を有する支持部材として、実施例１～２６を準備した。また、図１４に示すような条件に係る制振部材を有する支持部材として、実施例３１～３６を準備した。「制振部材」の項目では、採用した制振部材の品名を示している。各品名の仕様は、図９（ｂ）及び図１０に示されている。「挿入位置」は、支持部材の内部の空間内における、制振部材を配置する位置を示している。当該項目において「先端」の場合は、支持部材の先端と制振部材の先端が一致するように配置していることを示している。「奥」の場合は、支持部材の基端と制振部材の基端側の端部とが一致するように配置している。「挿入長さ」の項目では、制振部材を支持部材内で延ばしたときの全長の寸法を示している。「固定」の項目では、制振部材の固定の有無と、固定箇所を示している。「先端固定」の場合は、支持部材の基端の位置に固定部材を配置した状態で制振部材を固定していることを示す。固定部材の具体的な構成に関し、透明チューブＢを用いた場合は、直径１３ｍｍの円柱形発泡スチロールに直径７ｍｍの円形くぼみをつけ、そこに透明チューブを差し込むことで固定した。ポリロープを用いた場合は、直径１３ｍｍの円柱形発泡スチロールを支持部材の先端部に押し込み、その際にポリロープごと同時に挟み込むことで固定した。「コスト」の項目では、制振部材に係るコストを示している。「総重量」の項目では、制振部材を含めた支持部材の合計の重量を示している。
　更に、図２０に示すような条件に係る制振部材を有する支持部材として、実施例３７～４０を準備した。実施例３７～４０では、制振部材として「シリコンチューブＣ」を採用した。「シリコンチューブＣ」の仕様は図１９に示されている。「挿入位置」はいずれも「奥」、すなわち支持部材の基端であった。「固定」に示すように、制振部材は、支持部材の基端側に設けられているアルミ部材に固定された。その他の条件は、他の実施例と同様とした。
　（振動減衰特性）
　曲げ振動減衰特性評価装置を用いて、振動減衰特性を測定した。この装置では、支持部材の基端を固定することで片持ち固定状態とした。レーザ変位計で振動時の支持部材の変位を測定した。測定のサンプリング間隔を１ｍｓｅｃとし、サンプリングポイント数を４００００ポイントに設定し、測定時間を４０ｓｅｃに設定した。当該設定条件にて、支持部材の先端に９００ｇｆの負荷（初期撓みは約１８ｍｍ）を付与し、当該負荷を解除した後、支持部材の先端の振幅が±７．５ｍｍとなった状態から振幅が±１．５ｍｍ以下となるまでに要する時間を振動抑制スペックとして測定した。測定結果の一例を図１１に示す。図１１（ａ）に比較例の減衰の様子が示され、図１１（ｂ）に実施例の減衰の様子が示される。図１１（ａ）に示すように、比較例では撓みの減衰する速度が遅く、図１１（ｂ）に示すように、実施例では速やかに撓みが小さくなっている。図１２～１４では、「振動抑制スペック」の項目に測定結果を示している。また、「評価」の項目では、振動抑制スペックが５秒以下であるものが、振動抑制効果が特に大きいものとして「○」と評価した。また、振動抑制スペックが５秒より大きいが、少なくとも比較例より小さいものを「△（減衰）」と評価した。なお、総重量が４５０ｇより大きいものは、「△（重量）」と評価した。図１２～１４、及び図２０から理解されるように、制振部材を支持部材の内部の空間に配置することにより少なくとも比較例よりは振動抑制スペックが向上している。このことより、制振部材を用いることで、支持部材の振動を抑制できることが理解される。
　（制振部材の選定）
　実施例１、実施例２、実施例３、実施例１２について評価を行うことにより、より好適な制振部材の選定を行った。このうち、実施例３の透明チューブＡでは振動抑制スペックが０．２５秒となり、実施例１２のポリロープでは振動抑制スペックが０．６８秒となり、高い制振性能を示した。なお、実施例３の透明チューブＡでは、総重量の点で条件を上回っていた。このような結果から、制振部材は、ある程度の重さがあり、支持部材内で十分に動くことができる直径に設定することで、十分な振動抑制性能を発揮できることが理解される。従って、制振部材として、透明チューブ及びポリロープを採用すると、より振動抑制性能を向上できることが理解される。また、図１４に示すように、シリコーンチューブ、低発泡スチロール、帯状不織布、綿紐、フェルト材を用いた場合も振動抑制性能を向上できることが理解される。
　（制振部材の位置）
　実施例４、実施例５、実施例６、実施例７について評価を行うことにより、より好適な制振部材の位置について検討した。実施例４と実施例５、及び実施例６と実施例７では、制振部材が先端側に配置されているか、基端側に配置されているか、という点のみで条件が異なっている。いずれの場合においても、先端側に制振部材を配置した方が、振動抑制スペックが向上している。従って、制振部材を支持部材の先端側に配置することで、より振動抑制性能を向上できることが理解される。
　（制振部材の長さ）
　実施例１８～２０、及び実施例２１～２６について評価を行うことにより、より好適な制振部材の長さについて検討した。実施例１８～２０は、透明チューブＢを採用し、制振部材の挿入長さのみを変化させている。実施例２１～２６は、ポリロープを採用し、制振部材の挿入長さのみを変化させている。実施例２１～２６について、ポリロープの長さと振動抑制スペックの関係性についてプロットしたグラフを図１８に示す。各実施例では、制振部材の長さを長くすればするほど、振動抑制スペックが上昇している。特に、透明チューブＢ及びポリロープのいずれについても、制振部材が支持部材の先端側に挿入されている場合、挿入長さ４００ｍｍであれば、剛性、総重量、振動抑制性能、コストのいずれの項目についても良好な評価が得られることが理解される。
　（最終評価）
　上述の評価及び検討から、サポートバーに対する制振部材として好適な条件を設定した実施例２７を最終評価用のサンプルとして作成した。実施例２７では制振部材として６００ｍｍのポリロープを採用し、固定部材としてポリエチレン材に穴をあけてポリロープに差し込み、支持部材の先端に接着剤を用いて固定した。なお、実施例２７では、図１５（ｂ）に示すように、図７（ａ）で示す層構成に対し、Ｎｏ４の「ＰＬＹ数」を４とした点以外は同様の条件とした。実施例２７として３つのサンプルを準備して実施例２７－１、２７－２、２７－３とした。これらの撓み、総重量、及び振動抑制スペックの測定結果を図１５（ａ）に示す。「総重量（支持部材＋制振部材）」とは、支持部材全体の総重量を示し、「総重量（支持部材のみ）」とは、支持部材から制振部材の重量を除いた重量を示す。図１２に示す結果から、いずれの最終サンプルでも、剛性、総重量、振動抑制性能においていずれも良好な評価が得られた。
　（制振部材の質量変化及びかさ密度）
　実施例２７の制振部材は３ツ打ちの紐状であり、これを軸方向から見て２/３に分割（３ツ打ちのうちの２本分）したものを実施例２８とした。実施例２７の制振部材を軸方向から見て１/３に分割したもの（３ツ打ちのうちの１本分）を実施例２９とした。また、実施例２７の制振部材をバックアップ材にしたものを実施例３０とした。ポリロープの具体的な仕様については図１７に示す。各実施例の測定結果を図１６に示す。実施例２７～２９の測定結果より、長さ当たりの質量が大きいほど、振動抑制効果が高くなることが理解される。また、ポリロープ３ツ打ちのうちの１本分とした場合のかさ密度は、０．８３ｇ／ｃｍ３であり、バックアップ材のかさ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３であるが、実施例２９と実施例３０の比較より、制振部材が同じ重さであっても、かさ密度が高いポリロープの方が振動抑制効果が高くなることが理解される。
　（基端側への制振部材の配置）
　図１２の実施例５，７及び図２０の実施例３７～４０に示すように、制振部材を支持部材の基端側に配置した場合も、「評価」が比較例よりも良好な「○」か「△」になっていた。「挿入長さ」が７５０ｍｍ以上である実施例３７～３９では、「評価」が「○」となった。「挿入長さ」が５００ｍｍである実施例４０では、減衰性能の点から、「評価」が「△」となった。この点より、制振部材を支持部材の基端側に配置した場合、制振部材の十分な挿入長さを確保することで、振動抑制効果を向上できることが理解される。シリコンチューブＣを用いた制振部材を支持部材の基端側に配置した場合、挿入長さを７５０ｍｍ以上とすることで、振動抑制効果を向上できることが理解される。
　１０…支持部材、２０…管壁部、２１…空間、３０…制振部材、３１…固定部材。

Claims (8)

  1. 　基端を固定端とし、且つ、先端を自由端として長手方向に延びた状態で物品を支持する支持部材であって、
    　強化繊維複合樹脂材料を含んで構成され、内部に空間が形成された管壁部を備え、
    　前記空間内には、当該空間内において少なくとも一部分が移動可能な制振部材が配置されている、支持部材。
  2. 　前記制振部材は、前記強化繊維複合樹脂材料に比して変形し易い易変形材料によって構成される、請求項１に記載の支持部材。
  3. 　前記制振部材は、前記空間内にて前記長手方向に延びる、請求項１又は２に記載の支持部材。
  4. 　前記制振部材は、前記管壁部に固定されている、請求項１～３の何れか一項に記載の支持部材。
  5. 　前記制振部材は、前記管壁部に対して非固定とされている、請求項１～３の何れか一項に記載の支持部材。
  6. 　前記制振部材は、前記空間内において、前記先端側の位置に配置されている、請求項１～５の何れか一項に記載の支持部材。
  7. 　前記制振部材は、前記先端側の位置で前記管壁部に固定されている、請求項３に記載の支持部材。
  8. 　前記制振部材のかさ密度は、０．０２ｇ／ｃｍ３以上である、請求項１～７の何れか一項に記載の支持部材。
PCT/JP2017/030181 2016-08-24 2017-08-23 支持部材 WO2018038174A1 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020197008329A KR102122695B1 (ko) 2016-08-24 2017-08-23 지지 부재
JP2018535744A JP6592201B2 (ja) 2016-08-24 2017-08-23 支持部材
CN201780052363.1A CN109642635B (zh) 2016-08-24 2017-08-23 支承构件

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-163921 2016-08-24
JP2016163921 2016-08-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2018038174A1 true WO2018038174A1 (ja) 2018-03-01

Family

ID=61245220

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2017/030181 WO2018038174A1 (ja) 2016-08-24 2017-08-23 支持部材

Country Status (5)

Country Link
JP (1) JP6592201B2 (ja)
KR (1) KR102122695B1 (ja)
CN (1) CN109642635B (ja)
TW (2) TWM590592U (ja)
WO (1) WO2018038174A1 (ja)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3872950A (en) * 1972-07-13 1975-03-25 Brown Tractors Ltd Vibration damper for tractor roll-bar
GB2305220A (en) * 1981-07-02 1997-04-02 Secr Defence Ships propeller dampers
JP2001200888A (ja) * 2000-01-18 2001-07-27 Honda Motor Co Ltd 制振装置
JP2003266359A (ja) * 2002-03-08 2003-09-24 Tatsumo Kk 制振機能を持った搬送装置
JP2009243537A (ja) * 2008-03-29 2009-10-22 Tokai Rubber Ind Ltd フォーク用制振装置
JP2011109027A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Jx Nippon Oil & Energy Corp サポートバー及び基板収納カセット

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3771360B2 (ja) * 1997-10-24 2006-04-26 新日本石油株式会社 繊維強化複合材料製管状体
JP4029104B2 (ja) 2006-01-30 2008-01-09 新日本石油株式会社 楕円状支持部材
JP2008111538A (ja) * 2006-10-31 2008-05-15 Toyota Motor Corp 制振材料の取付け構造および取付け方法
JP2008215405A (ja) * 2007-02-28 2008-09-18 Tokai Rubber Ind Ltd 板ばね式制振装置
JP6144084B2 (ja) * 2013-03-27 2017-06-07 Ｊｘｔｇエネルギー株式会社 支持部材
FR3014517B1 (fr) * 2013-12-05 2016-01-01 Seco E P B Element d'amortissement adaptable a au moins un facteur extrinseque de l'amortisseur

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3872950A (en) * 1972-07-13 1975-03-25 Brown Tractors Ltd Vibration damper for tractor roll-bar
GB2305220A (en) * 1981-07-02 1997-04-02 Secr Defence Ships propeller dampers
JP2001200888A (ja) * 2000-01-18 2001-07-27 Honda Motor Co Ltd 制振装置
JP2003266359A (ja) * 2002-03-08 2003-09-24 Tatsumo Kk 制振機能を持った搬送装置
JP2009243537A (ja) * 2008-03-29 2009-10-22 Tokai Rubber Ind Ltd フォーク用制振装置
JP2011109027A (ja) * 2009-11-20 2011-06-02 Jx Nippon Oil & Energy Corp サポートバー及び基板収納カセット

Also Published As

Publication number Publication date
CN109642635A (zh) 2019-04-16
JPWO2018038174A1 (ja) 2019-03-14
KR20190039805A (ko) 2019-04-15
KR102122695B1 (ko) 2020-06-12
JP6592201B2 (ja) 2019-10-16
TWM590592U (zh) 2020-02-11
CN109642635B (zh) 2021-01-15
TW201825560A (zh) 2018-07-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6867308B2 (ja) 多層減衰材料
US10221993B2 (en) Vibration suspension system
JP6592201B2 (ja) 支持部材
WO2011062219A1 (ja) サポートバー及び基板収納カセット
KR101307627B1 (ko) Ｃｆｒｐ 제 반송용 부재 및 그것을 사용한 로봇 핸드
US11015669B2 (en) Bi-directional non-linear spring
JP6668304B2 (ja) 支持部材
JP5778600B2 (ja) ロボットハンド用フレーム、及びロボットハンド
JP2003118818A (ja) 制振ラックとラックの制振方法
JP4696467B2 (ja) ロボットアーム装置用ハンド
JP2014226892A (ja) パイプ成形体
JP2020020362A (ja) 減衰部材
KR100760168B1 (ko) 반송용 부재
TWI727735B (zh) 懸臂、其減振結構以及具有該懸臂之卡匣
JP2011504566A (ja) 荷重を振動減衰して支持するための、特に座標測定装置を支持するための支持体

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 17843652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2018535744

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20197008329

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 17843652

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1