(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024133260
(43)【公開日】2024-10-01
(54)【発明の名称】ロボットアーム
(51)【国際特許分類】
B25J 18/00 20060101AFI20240920BHJP
B29C 65/70 20060101ALI20240920BHJP
B29C 65/56 20060101ALI20240920BHJP
B29C 70/42 20060101ALI20240920BHJP
【ＦＩ】
B25J18/00
B29C65/70
B29C65/56
B29C70/42
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024113065
(22)【出願日】2024-07-16
(62)【分割の表示】P 2021011647の分割
【原出願日】2021-01-28
(71)【出願人】
【識別番号】391006083
【氏名又は名称】三光合成株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100095740
【弁理士】
【氏名又は名称】開口 宗昭
(72)【発明者】
【氏名】安田 満雄
(72)【発明者】
【氏名】小西 勉
(57)【要約】
【課題】必要とされる高い捩り強度を確保しつつ、本体部分を熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体としてなるロボットアームの本体部分に機能部分を装着して充分に軽量でしかも人間の間で、人間と共にあるいは人間を補助して動作するロボットアームとして安全性が高いロボットアームであり、特に取付部材の取付部の固定強度が強いロボットアームを提供する。
【解決手段】 ロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の内側面６ｂと取付部材９の嵌合部に閉鎖空間１０を設けてこの閉鎖空間１０に熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ｂを加圧加熱成形し、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内径に篏合して組付けた取付部材９と熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６相互をボルト１１で締め付けるとともに、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の外側面６ａに熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ａを加圧加熱成形してなる。
【選択図】図２
【解決手段】 ロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の内側面６ｂと取付部材９の嵌合部に閉鎖空間１０を設けてこの閉鎖空間１０に熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ｂを加圧加熱成形し、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内径に篏合して組付けた取付部材９と熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６相互をボルト１１で締め付けるとともに、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の外側面６ａに熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ａを加圧加熱成形してなる。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項2】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項3】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形して熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側に嵌合する取付部を形成したことを特徴とするロボットアーム。
【請求項4】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項5】
熱硬化性 ＦＲＰ 製円筒筒体端部の外側面と取付部材凹面間に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなる請求項４記載のロボットアーム
【請求項6】
熱硬化性 ＦＲＰ 製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであ って、熱硬化性 ＦＲＰ 製円筒筒体端部の外側面と取付部材凹面に繊維を複合した樹脂で射出成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項7】
取付部材凹部と貫通穴を開けた熱硬化性 ＦＲＰ 製円筒筒体端部の外側面と、円筒体の貫通穴と取付部材の嵌合部の凹面とを接続し、繊維を複合した樹脂で射出形成してなる請求項６記載のロボットアーム。
【請求項8】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側面と取付部材の嵌合部に閉鎖空間を設けてこの空間に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項9】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に篏合して組付けた取付部材と前記熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体相互を゛をネジで締め付けるとともにて、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項10】
取付部材外側面に対する複合樹脂層の形成を行う内径積層工程と、予備成形・凝固工程と、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内側に、外側面に繊維成形原反材を配置して予備成形・凝固工程を行った取付部材を圧入して篏合する圧入工程と、前記圧入工程によって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内側に、圧入して篏合した取付部材をボルトによって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体に対し締結するボルト締め工程と、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面に対する複合樹脂層の形成を行う外径積層工程と、よりなることを特徴とするロボットアームの製造方法。
【請求項11】
前記内径積層工程及び前記予備成形・凝固工程をが前記取付部材外側面に形成された凹所に繊維成形原反材を配置して行われる請求項７記載のロボットアームの製造方法。
【請求項12】
前記外径積層工程が熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体外側面に巻回した繊維成形原反材の外側に加圧テープを巻回し、加圧して成形工程を行う請求項７又は請求項８記載のロボットアームの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなるロボットアームに関する。
【背景技術】
【0002】
一般に例えばレーザー加工等に用いる工業用ロボットは１／１００ｍｍ程度の先端精度が必要であり、そのためには高い剛性が必要であった。これに対して近年、少子高齢化の進展と共に人間の間で、人間と共にあるいは人間を補助して動作する工業用ロボットの必要性が高まって来ている。この様な工業用ロボットには従来の工業用ロボットの様な高い剛性は必要ではなくむしろ省エネルギーの観点や地球環境保全の観点等から、軽量化が強く望まれている。その一つの手段としてロボットアームの本体部分を熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体に代替させることが検討されてきた。その際、使用する強化繊維にも種々あり、例えば、炭素繊維、ガラス繊維、アラミド繊維等が検討されているが、この中で特に、比強度、比弾性率の面で優れた炭素繊維を強化繊維とするＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチックス）が有力とされている。
【0003】
この本体部分を熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体としてなるロボットアームは本体部分に機能部分を装着して各種機能を果たすことが可能となるようにする必要がある。この熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体からなる本体部分への機能部分の装着には、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の捩り強度とバランスが採れた接合法が必要とされている。
【0004】
特許文献１にはＦＲＰ製円筒体の端部に金属製の継ぎ手が圧入される機械装置部品において、必要とされる高い捩り強度を確保しつつ、金属製継ぎ手の圧入接合操作に伴うＦＲＰ製円筒体端部からの損傷の発生を防止し、かつ、その部分の劣化進行も防止し得る構造を提供することを課題としてＦＲＰ製円筒体と、該ＦＲＰ製円筒体の端部に圧入された金属製継ぎ手との機械装置部品であって、ＦＲＰ製円筒体の端面から軸方向にスリット加工が施されていることを特徴とする機械装置部品が開示された。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開２００６－１０３０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし特許文献１に開示された機械装置部品では特にロボットア－ムを構成するＦＲＰ製円筒体に他部材を取り付ける接合部分に関して十分な強度が得られないという問題があった。 従前より一般にロボットア－ムを構成するＦＲＰ製円筒体は３ｍ厚程度のＦＲＰ製円筒体を所定長さに切断して、その両端部内側に他部材との取付部材を固定するようにしていた。
その場合、ＦＲＰ製円筒体端部内側に形成される取付部材嵌合部に取付部材を圧入後、ＦＲＰ製円筒体端部外側から取付部材嵌合部にボルトを挿通させてボルト締めを行うようにしていた。しかし、それでは十分な固定強度が得られなかった。
その場合に例えば取付部材嵌合部に接着材を塗布した上で取付部材を圧入するいう対策を採用しても、接着材が流失するという問題が生じ、固定強度が不安定になっていた。
その場合、ＦＲＰ製円筒体端部内側に形成される取付部材嵌合部に取付部材を圧入後、ＦＲＰ製円筒体端部外側から取付部材嵌合部にボルトを挿通させてボルト締めを行うようにしていた。しかし、それでは十分な固定強度が得られなかった。
その場合に例えば取付部材嵌合部に接着材を塗布した上で取付部材を圧入するいう対策を採用しても、接着材が流失するという問題が生じ、固定強度が不安定になっていた。
【0007】
本発明は以上の従来技術における問題点に鑑み、必要とされる高い捩り強度を確保しつつ、本体部分を熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体としてなるロボットアームの本体部分に機能部分を装着して充分に軽量でしかも人間の間で、人間と共にあるいは人間を補助して動作するロボットアームとして安全性が高いロボットアームであり、特に取付部材の取付部の固定強度が強いロボットアームを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とする。
【0009】
また本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とする。
【0010】
さらに本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形して熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側に嵌合する取付部を形成したことを特徴とする。
【0011】
加えて本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とする。
【0012】
さらに加えて本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側面と取付部材の嵌合部に閉鎖空間を設けてこの空間に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【0013】
また本発明に係るロボットアームは、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に篏合して組付けた取付部材と前記熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体相互を゛をネジで締め付けるとともにて、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とする。
【0014】
本発明のロボットアームの製造方法は、取付部材外側面に対する複合樹脂層の形成を行う内径積層工程と、予備成形・凝固工程と、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内側に、外側面に繊維成形原反材を配置して予備成形・凝固工程を行った取付部材を圧入して篏合する圧入工程と、前記圧入工程によって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内側に、圧入して篏合した取付部材をボルトによって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体に対し締結するボルト締め工程と、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面に対する複合樹脂層の形成を行う外径積層工程と、よりなることを特徴とする。
【0015】
前記内径積層工程及び前記予備成形・凝固工程をが前記取付部材外側面に形成された凹所に繊維成形原反材を配置して行われるのが好ましい。
【0016】
前記外径積層工程が熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体外側面に巻回した繊維成形原反材の外側に加圧テープを巻回し、加圧して成形工程を行うのがよい。
【0017】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体としては、とくに強化繊維が少なくとも比強度、比弾性率に優れた炭素繊維を含むものであることが、高い強度や捩りトルク伝達特性発現の点から好ましい。
【発明の効果】
【0018】
本発明のロボットアームによれば、必要とされる高い捩り強度を確保しつつ、充分に軽量でしかも人間の間で、人間と共にあるいは人間を補助して動作する機械装置として安全性が高いロボットアームとすることができ、特に取付部材の取付部の固定強度が強いロボットアームとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図2】本発明の一実施の形態のロボットアームの斜視図である。
【図6】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図7】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図8】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図9】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図10】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図11】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図12】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の他の説明図である。
【図13】本発明のロボットアームの製造方法の一実施の形態の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下に本発明の実施の形態に係るロボットアームの製造に用いる繊維素材について説明する。
本発明の本発明の実施の形態に係るロボットアームは、図１（ａ）に示す成形原反材１を用いて製造する。図１（ａ）に示すように、成形原反材１は、複数本の強化繊維束２を含む織物基材３の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料４が付着してなる。
本発明の本発明の実施の形態に係るロボットアームは、図１（ａ）に示す成形原反材１を用いて製造する。図１（ａ）に示すように、成形原反材１は、複数本の強化繊維束２を含む織物基材３の少なくとも一方の表面に熱硬化性樹脂を主成分とする樹脂材料４が付着してなる。
【0021】
織物基材３は、図１（ｂ）に示すように互いに平行となるよう一方向に引き揃えられた複数本の強化繊維束２を直交する二方向に織成してなる二方向性織物である。二方向性織物は、強化繊維束２間の相対位置の変化による変形がしやすく立体形状に変形しやすいこと、少ない枚数で力学的に擬似等方性を有する積層成形材を得やすい利点がある。
強化繊維束２は、炭素繊維束、黒鉛繊維束、ガラス繊維束、または、アラミド繊維束などを用いることができ、炭素繊維束であることが好ましい。炭素繊維束を用いることにより、最終製品である繊維強化樹脂成形品の力学特性を高いものとすることができる。
強化繊維束２は、炭素繊維束、黒鉛繊維束、ガラス繊維束、または、アラミド繊維束などを用いることができ、炭素繊維束であることが好ましい。炭素繊維束を用いることにより、最終製品である繊維強化樹脂成形品の力学特性を高いものとすることができる。
【0022】
織物基材３の表面に付着している樹脂材料４は、織物基材３の層間を接着する作用を得ることができる熱硬化性樹脂を主成分とする。熱硬化性樹脂としては、例えば、エポキシ、ウレタン、ポリエステルなどがある。樹脂材料４が熱硬化性樹脂を主成分とするものとすることによって成形原反材１を積層して、立体形状へと変形させた後に織物基材３の層間を接着させる場合の取り扱い性が向上し、生産性が向上する。なお、主成分とは樹脂材料４を構成する成分の中で、その割合が最も多い成分である。
【0023】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の一実施の形態のロボットアーム５を示す。
ロボットアーム５は熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の一態様であるＦＲＰ製円筒体６を熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂で射出成形して成り、熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂からなる機能部７ａ、７ｂがＦＲＰ製円筒体６両端の外径側に成形されて成る。機能部７ａ、７ｂは例えば図示しない動作部、把持部、関節部等との継ぎ手として機能する。
図２は、本発明の一実施の形態のロボットアーム５を示す。
ロボットアーム５は熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の一態様であるＦＲＰ製円筒体６を熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂で射出成形して成り、熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂からなる機能部７ａ、７ｂがＦＲＰ製円筒体６両端の外径側に成形されて成る。機能部７ａ、７ｂは例えば図示しない動作部、把持部、関節部等との継ぎ手として機能する。
【0024】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
図２は、本発明の一実施の形態のロボットアーム５を示す。
ロボットアーム５は熱硬化性ＦＲＰ 製円筒筒体の一態様であるＦＲＰ製円筒体６を熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂で加圧加熱成形して成り、熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂からなる機能部７ａ、７ｂがＦＲＰ製円筒体６両端の外径側に成形されて成る。機能部７ａ、７ｂは例えば図示しない動作部、把持部、関節部等との継ぎ手として機能する。
図２は、本発明の一実施の形態のロボットアーム５を示す。
ロボットアーム５は熱硬化性ＦＲＰ 製円筒筒体の一態様であるＦＲＰ製円筒体６を熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂で加圧加熱成形して成り、熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂からなる機能部７ａ、７ｂがＦＲＰ製円筒体６両端の外径側に成形されて成る。機能部７ａ、７ｂは例えば図示しない動作部、把持部、関節部等との継ぎ手として機能する。
【0025】
係る本実施の形態に係るロボットアーム５は、図３、図５、図４に示す様に熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の外側面６ａ及び内側面６ｂの少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維とを複合した複合樹脂層８ａ、８ｂを加圧加熱成形してなる。
【0026】
具体的には本実施の形態に係るロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部Ａの外側面６ａ及び内側面６ｂの少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂層８ａ、８ｂを加圧加熱成形してなる。
【0027】
さらに本実施の形態に係るロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部Ａ内径に取付部材９を組付けたロボットアーム５であって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の内側面６ｂに熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ｂを加圧加熱成形して熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の内側に嵌合する取付部である閉鎖空間１０を形成してなる。
【0028】
加えて本実施の形態に係るロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内径に取付部材９を篏合して組付けたロボットアーム５であって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の外側面６ａに熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ａを加圧加熱成形してなる。
【0029】
さらに加えて本実施の形態に係るロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内径に取付部材９を篏合して組付けたロボットアーム５であって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の内側面６ｂと取付部材９の嵌合部に取付部である閉鎖空間１０を設けてこの閉鎖空間１０に熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ｂを加圧加熱成形してなる。
【0030】
また本実施の形態に係るロボットアーム５は、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内径に篏合して組付けた取付部材９と熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６相互を゛をボルト１１で締め付けるとともに、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の外側面６ａに熱硬化性樹脂と繊維を複合した複合樹脂層８ａを加圧加熱成形してなる。
【0031】
以下に以上の実施の形態に係るロボットアーム５の製造工程について説明する。
まず取付部材９外側面に対する複合樹脂層８ｂの形成を行う内径積層工程を行う。図６に示すように取付部材９外側面に形成された凹所１０に繊維成形原反材１を配置する。この際、環境温度は２０℃、加工物温度は３０℃程度である。
まず取付部材９外側面に対する複合樹脂層８ｂの形成を行う内径積層工程を行う。図６に示すように取付部材９外側面に形成された凹所１０に繊維成形原反材１を配置する。この際、環境温度は２０℃、加工物温度は３０℃程度である。
【0032】
次に図７に示すように予備成形・凝固工程を行う。予備成形工程における環境温度は５０℃、加工物温度は５０℃程度に設定する。凝固工程における環境温度は－１５℃、加工物温度は－１５℃程度に設定する。
次に図８に示すように圧入工程を行う。圧入工程は熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側に、外側面に形成された凹所１０に繊維成形原反材１を配置して予備成形・凝固工程を行った取付部材９を圧入して篏合する態様で行う。圧入工程における環境温度は２０℃、加工物温度は－１５℃程度に設定する。
次に図８に示すように圧入工程を行う。圧入工程は熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側に、外側面に形成された凹所１０に繊維成形原反材１を配置して予備成形・凝固工程を行った取付部材９を圧入して篏合する態様で行う。圧入工程における環境温度は２０℃、加工物温度は－１５℃程度に設定する。
【0033】
次いで、図９に示すようにボルト締め工程を行う。このボルト締め工程で圧入工程によって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側に、圧入して篏合した取付部材９をボルト１１によって熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６に対し締結する。このボルト締め工程における環境温度は２０℃、加工物温度は２０℃程度に設定する。
【0034】
次に熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の外側面に対する複合樹脂層８ａの形成を行う外径積層工程を行う。この外径積層工程では先ず図１０に示すように熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６外側面に繊維成形原反材１を巻回する。この際、環境温度は２０℃、加工物温度は３０℃程度である。
さらに引き続き図１１に示すように熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６外側面に巻回した繊維成形原反材１の外側に加圧テープ１２を巻回し、加圧する外径加圧テ－プ巻工程を行う。この際、環境温度は２０℃、加工物温度は３０℃程度である。
さらに引き続き図１１に示すように熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６外側面に巻回した繊維成形原反材１の外側に加圧テープ１２を巻回し、加圧する外径加圧テ－プ巻工程を行う。この際、環境温度は２０℃、加工物温度は３０℃程度である。
【0035】
その状態で図１２に示すように成形工程を行う。この成形工程における環境温度は８０℃であり、加工物温度は８０℃程度に２ｈｒ保持する。
最後に図１３に示すように加圧テ－プ除去を行い、本発明の実施の形態に係るロボットアーム５の製作を完了する。
最後に図１３に示すように加圧テ－プ除去を行い、本発明の実施の形態に係るロボットアーム５の製作を完了する。
【0036】
図１４は本発明の他の実施の形態のロボットアームの部分縦断面図を示す。本実施の形態のロボットアーム５では他は上述の実施の形態のロボットアーム５と同様とし、取付部材９の凹部９ａと貫通穴６ａを設けた熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６端部の外側面と、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の貫通穴６ｃと取付部材９の嵌合部の閉鎖空間１０とを接続し、繊維を複合した樹脂で射出形成してなる複合樹脂層である一体接続部８ａが設けられる点が異なる。
【0037】
図１５に本発明の実施の形態に係るロボットアーム５の曲げ強度６０ｋｇｍの負荷をかけた時の安全率を測定した結果を示す。
図に示すように熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６単体では安全率１１．１であるのに対し、ただ単に熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側に、取付部材９を圧入して篏合した場合には安全率０，５であり、さらに熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側であり取付部材９外側、及び熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部外側に繊維成形原反材１を配置し、成形した場合には安全率５，５であった。これに対しボルト１１によって締結し、内外側に繊維成形原反材１を配置し、成形した本発明の実施の形態に係るロボットアーム５では安全率が９．０に達した。
図に示すように熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６単体では安全率１１．１であるのに対し、ただ単に熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側に、取付部材９を圧入して篏合した場合には安全率０，５であり、さらに熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部内側であり取付部材９外側、及び熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体６の端部外側に繊維成形原反材１を配置し、成形した場合には安全率５，５であった。これに対しボルト１１によって締結し、内外側に繊維成形原反材１を配置し、成形した本発明の実施の形態に係るロボットアーム５では安全率が９．０に達した。
【符号の説明】
【0038】
５・・・ロボットアーム、６・・・熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体、７ａ、７ｂ・・・機能部、８・・・複合樹脂層。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【手続補正書】
【提出日】2024-07-16
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項2】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面及び内側面の少なくとも一方に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項3】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形して熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の内側に嵌合する取付部を形成したことを特徴とするロボットアーム。
【請求項4】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に取付部材を篏合して組付けたロボットアームであって、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなるとともに前記熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面と取付部材凹面間に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。
【請求項5】
熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体の端部内径に篏合して組付けた取付部材と前記熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体相互をネジで締め付けるとともに、熱硬化性ＦＲＰ製円筒筒体端部の外側面に熱硬化性樹脂と繊維を複合した樹脂を加圧加熱成形してなることを特徴とするロボットアーム。