CN102237289B - 一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒 - Google Patents

Abstract

本发明是一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，盒体的一侧面形成一开口可供上述多个圆片的输入及输出，以及一门体，门体具有一外表面及一内表面，而门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护置放于盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于：门体的内部配置至少一门闩结构，其包括一具有一对V型沟槽的椭圆凸轮且其表面设有一滑槽、一对各具有一嵌合部的滑动装置、以及一设于滑动装置上的导正结构，嵌合部嵌入滑槽中以分别将一对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上。

Description

一种具有椭圆门闩结构的前开式圆片盒

技术领域

本发明关于一种前开式圆片盒，特别是关于一种配置于前开式圆片盒的门体内的门闩结构。

背景技术

半导体圆片由于需经过各种不同流程的处理且需配合制程设备，因此会被搬运到不同的工作站。为了方便圆片的搬运且避免受到外界的污染，常会利用一密封容器以供自动化设备输送。请参考图1所示，是现有技术的圆片盒示意图。此圆片盒是一种前开式圆片盒(Front Opening UnifiedPod，FOUP)，具有一盒体10及一门体20，盒体10内部设有多个插槽11可水平容置多个圆片(未显示于图中)，且在盒体10的一侧面具有一开口12可供圆片的载出及加载，而门体20具有一个外表面21及一个内表面22，门体20是通过内表面22与盒体10的开口12相结合，用以保护盒体10内部的多个圆片。此外，在门体20的外表面21上配置至少一个门闩开孔23，用以开启或是封闭前开式圆片盒。在上述前开式圆片盒中，由于半导体圆片水平地置于盒体10内部，因此，在前开式圆片盒搬运过程中需有一圆片限制件(wafer restraint)，以避免圆片因震动而产生异位或往盒体10的开口12方向移动。

请参考图2所示，是一美国第6,736,268号公告专利所揭露的一种前开式圆片盒的门体示意图。如图2所示，门体20的内表面22配置有一凹陷区域24，此凹陷区域24是从内表面22的顶端221延伸到底端222且是在左右二个门闩结构230(于门体内部)之间，而在凹陷区域24中再进一步配置有圆片限制件模块，此圆片限制件模块由左右二个圆片限制件100所组成，而在每一个圆片限制件100上具有多个圆片接触头110，以利用此圆片接触头110顶持其相对的圆片，避免圆片在传送过程中因震动而异位或往盒体的开口方向移动。然而，上述圆片限制件模块设置于门体20内表面22的凹陷区域24之中，这使得圆片仅能贴平门体20其内表面22或仅能稍微落入凹陷区域24，无法有效地让圆片落入凹陷区域24以缩短前开式圆片盒前后径的尺寸。此外，圆片限制件模块与圆片摩擦所产生的微粒粉尘容易累积在凹陷区域24内，在清洁上需先把圆片限制件模块与门体20内表面22的凹陷区域24分离，如此反复的分离及组装，容易造成圆片限制件模块的松脱。

此外，于另一件美国第5,711,427号公告专利中揭露出前开式圆片盒的门体20中的门闩结构230示意图。如图3所示。门体20与盒体10的结合方式主要是在门体20中(即外表面21及内表面22之间)的两侧分别设置活动式插梢231，且在盒体10开口处的边缘附近设有插孔13(请参考图1)可与插梢231相对应，并利用设于门体20外表面21上的门闩开孔23(请参考图1)的转动，使插梢231与插孔13互相结合进而达到将门体20固定于盒体10的目的，其中利用门闩开孔23的转动来控制插梢231的往返活动是通过一个圆形的凸轮232即可达成。

而在半导体厂的实际操作中，前开式圆片盒的开启主要是通过一圆片装载机构，圆片装载机构至少具有一开启闩(Latch key)，圆片装载机构利用此开启闩插入前开式圆片盒的门体20外表面21上的门闩开孔23，并转动凸轮232以带动活动式插梢231完成开启或是封闭前开式圆片盒。此外，根据SEMI所制定的各项标准当中，其中针对开启闩以及门闩开孔的大小订有一标准规格，然而依此规格所设计的前开式圆片盒，会使得开启闩与门闩开孔配合转动时，产生约9.44度的制动误差，因此当前开式圆片盒水平放置时，若开启闩与门闩开孔之间的误差大于约9.44度时，开启闩将无法转动门闩开孔以带动凸轮转动，而致使门体无法顺利开启。

另外，其它已揭露的前开式圆片盒的门体中的门闩结构的美国专利还有US5,915,562、US5,957,292、US6622883、US6902063等。这些门闩结构都是为了使门体与盒体接合时，达到气密的目的，其活动式插梢会在纵向方向上产生位移，以便通过活动式插梢将一弹性的气密件卡固，以期同时达到关闭前开式圆片盒以及气密的目的。然而，这些现有的门闩结构专利皆是由复杂的机械结构来组成，除了会增加故障率外，也会在操动的过程中，产生过多的机械摩擦，而造成圆片的污染；此外，使用活动式插梢的位移来卡固弹性气密件，其气密的效果欠佳，无法长时间保持气密。

且，在目前常见的前开式圆片盒的门体20内表面上还会配置有一些限制件，以便门体20盖合于盒体10时，这些限制件会与圆片接触，使得圆片被完全固定，以降低圆片在前开式圆片盒中因运输过程而产生异位。而为了避免限制件与圆片接触时，力量太大而造成圆片的碰撞及摩擦，因此，如图4所示，有一些美国专利即揭露一种将弹性元件86配置在门闩结构230中的凸轮232及门体20之间，当凸轮232转动并带动活动式插梢231封闭前开式圆片盒的过程中，此弹性元件86可以发挥阻尼的效果，使得配置于门体20内表面上的限制件可以在和缓且平顺的状态下与圆片接触，如此便可解决碰撞及摩擦的问题，另外与该设计相关的美国专利还包括US6,880,718、US7,168,587、US7,182,203等。然而，这种类似侧向牵引的方式，容易在活动式插梢231移动的方向上产生一偏移力量，会造成无法卡入盒体10的插孔13中，致使盒体10与门体20无法顺利盖合，进而造成制程上的困扰。

发明内容

依据先前技术的前开式圆片盒的门体结构中，其门闩皆是由复杂的机械结构来组成，除了会增加故障率外，也会在操动的过程中，产生过多的机械摩擦，而可能造成圆片的污染。为此，本发明的一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，使其滑动装置仅于单一平面上进行往返运动，故可以简化门闩的结构。

本发明的另一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可通过嵌合部与滑槽的配合，使其椭圆凸轮带动滑动装置于单一平面上进行往返运动时，可降低往返运动时的摩擦力，故可以降低污染。

本发明的又一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可通过导正结构与V型沟槽(V型缺口)的相互干涉，使得开启闩的角度有误差时，也能准确的插入门闩开孔并使椭圆凸轮作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔之间产生的制动误差，使门体得以顺利开启。

本发明的再一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可通过导正结构与狭长弹片的相互干涉，使得开启闩的角度有误差时，也能准确的插入门闩开孔并使椭圆凸轮作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔之间产生的制动误差，使门体得以顺利开启。

本发明的还有一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可通过定位结构与定位缺口的相互配合，使椭圆凸轮转动至水平或垂直时，可具有自动定位的功能。

本发明的还有一主要目的在于提供一种前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，可通过弹片结构与定位缺口的相互配合，使椭圆凸轮转动至水平或垂直时，可具有自动定位的功能。

本发明还有一主要目的在于提供一前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，其可在门体的内表面上配置圆片限制件，可以有效地固定圆片。

本发明还有一主要目的在于提供一前开式圆片盒中配置有椭圆凸轮的门闩结构，其椭圆凸轮圆心处的制动部可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。

为达上述的各项目的，本发明揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面形成一开口可供多个圆片的输入及输出，而该盒体开口处的一边缘配置至少一对插孔，以及一门体，该门体具有一外表面及一内表面且于该门体的边缘配置至少一对与该对插孔相应的闩孔，门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于：门体的内表面配置一凹陷区域且凹陷区域位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于椭圆凸轮中央位置的制动部，至少一对V型沟槽配置于椭圆凸轮的一表面上，且于椭圆凸轮的表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且该对嵌合部嵌入于滑槽中，致使滑动装置嵌设于椭圆凸轮上，以及一设于每一滑动装置上的导正结构，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得该对滑动装置分别往返于相对的该插孔与该闩孔中。

其中，进一步于该椭圆凸轮的具有滑槽的一面上配置一椭圆平台。

其中，该椭圆凸轮的V型沟槽配置于该椭圆平台直径较大的两端。

其中，进一步于具有至少一对相对的定位缺口配置于该椭圆凸轮直径的两端。

其中，每一该滑动装置上进一步配置一定位结构且该定位结构由一篓空的弹片结构与一定位部所组合而成。

其中，每一该滑动装置进一步包含一对定位弹片，该对定位弹片与该滑动装置连接成一体。

其中，该椭圆凸轮及该制动部的材料自下列组合中选出：金属材料或高分子塑料材料。

其中，进一步于该两凸出平台上各配置至少一限制件模块。

本发明接着揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面形成一开口可供多个圆片的输入及输出，而该盒体开口处的一边缘配置至少一对插孔，以及一门体，该门体具有一外表面及一内表面且于该门体的边缘配置至少一对与该对插孔相应的闩孔，门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于：门体的内表面配置一凹陷区域，且凹陷区域位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于椭圆凸轮中央位置的制动部，且于椭圆凸轮的较长与较短直径的相对两端上配置多个V型缺口，椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且该对嵌合部嵌入于滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上，以及一对导正结构分别配置于靠近该对滑动装置与椭圆凸轮相互嵌合的一端，且导正结构由一导正轮以及配置于该导正轮上的至少一对导正拨杆所组成，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得该对滑动装置分别往返于相对的该插孔与该闩孔中。

其中，每一该V型缺口具有一较长的长边与一较短的短边。

其中，进一步包括一弹片结构配置于每一该滑动装置上，该弹片结构的两端自滑动装置的中空结构内的两侧向中间延伸会合成一第三端。

其中，该导正轮进一步具有至少一对定位缺口设于与该对导正拨杆相对应之处，该弹片结构的该第三端与该对定位缺口相互卡合定位。

本发明另揭露一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在盒体的一侧面形成一开口可供多个圆片的输入及输出，以及一门体，门体具有一外表面及一内表面，门体是以内表面与盒体的开口相结合，并用以保护盒体内部的多个圆片，其中前开式圆片盒的特征在于：门体的内表面配置一凹陷区域且该凹陷区域位于两凸出平台之间，每一凸出平台内部配置一门闩结构，而门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于门闩的椭圆凸轮中央位置的制动部，椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽、一对各具有一嵌合部的滑动装置，且该对嵌合部嵌入滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于椭圆凸轮上、一配置于椭圆凸轮中央处的导正结构、以及一框设于导正结构的上的狭长弹片，由制动部来控制椭圆凸轮的转动，使得每一滑动装置往返于相对的该插孔与该闩孔中。

附图说明

图1是现有的前开式圆片盒的示意图。

图2是现有的前开式圆片盒的门体示意图。

图3是现有的前开式圆片盒的另一门体示意图。

图4是现有的前开式圆片盒的又另一门体示意图。

图5A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。

图5B是本发明门闩结构的示意图。

图5Ba是图5B的局部放大图。

图5C是本发明椭圆凸轮的立体示意图。

图6A～图6E是本发明门闩结构作动的示意图。

图7A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。

图7B是本发明门闩结构的正面示意图。

图7Ba是图7B的局部放大图。

图7C是本发明门闩结构的反面示意图。

图8A～图8E是本发明门闩结构作动的示意图。

图9A是本发明的一种前开式圆片盒的门体示意图。

图9B是本发明门闩结构的示意图。

图10A～图10C是本发明门闩结构作动的示意图。

图11是本发明的一种前开式圆片盒的示意图。

【主要元件符号说明】

10    盒体                24    凹陷区域

100   圆片限制件          25    凸出平台

110   圆片接触头          26    闩孔

11    插槽                30    门闩结构

12    开口                31    椭圆凸轮

13    插孔                311   V型沟槽

20    门体                312   滑槽

21    外表面              313   定位缺口

22    内表面              314   椭圆平台

221   顶端                315   制动处

222   底端                32    滑动装置

23    门闩开孔            321   嵌合部

230   门闩结构            322   导正结构

231   插梢                323   定位结构

232   凸轮                324   弹片结构

325   定位部              512   滑槽

33    定位弹片            513   制动部

40    门闩结构            52    滑动装置

41    椭圆凸轮            521   嵌合部

411   V型缺口             53    导正结构

41L   长边                531   矩形凸缘

41S   短边                532   圆形内槽

415   制动处              533   滚轮

412   滑槽                534   轴承

42    滑动装置            534a  圆环

421   嵌合部              534b  滚珠

422   导正结构            535   穿孔

423   导正轮              536   中空圆柱

424   导正拨杆            54    狭长弹片

425   弹片结构            60    限制件模块

426   定位缺口            86    弹性元件

50    门闩结构            X、Y  直径

51    椭圆凸轮

具体实施方式

由于本发明揭露一种前开式圆片盒，其具有一盒体及一门体，盒体内部设有多个插槽可水平容置多个圆片，且在盒体的一侧面具有一开口可供圆片的载出及载入，而门体由其内表面与盒体的开口相结合，用以保护盒体内部的多个圆片。此外，在门体的外表面上配置至少一个门闩开孔，用以开启或是封闭前开式圆片盒。由于，本发明所利用到的一些前开式圆片盒的结构与上述相同，故其详细制造或处理过程，故在下述说明中，并不作完整描述。而且下述内文中的图式，亦并未依据实际的相关尺寸完整绘制，其作用仅在表达与本发明特征有关的示意图。此外，为使本发明所运用的技术内容、发明目的及其达成的功效有更完整且清楚的揭露，兹于下详细说明的，并请一并参阅所揭的图示及图号。

首先，前开式圆片盒(FOUP)的基本结构(请参考图2)，包括门体20的内表面22配置一凹陷区域24，凹陷区域24位于两凸出平台25之间，每一凸出平台25内部各配置一门闩结构230。接着，请参考图5A，是本发明的门闩结构第一实施例的上视图。如图5B所示，每一门闩结构30是由具有一对V型沟槽311的椭圆凸轮31、一对各具有一嵌合部321的滑动装置32、一对分别设于该对滑动装置32上的导正结构322、以及一对与每一滑动装置32连接成一体的定位弹片33所组成；其中，上述的导正结构322位于滑动装置32的一端且大致呈U型。此外，在椭圆凸轮31的表面上设有至少一滑槽312，使一对滑动装置32的嵌合部321分别嵌入于滑槽312中，由此即可将一对滑动装置32嵌设于椭圆凸轮31上；接着请参考图5C，在椭圆凸轮31的长短轴直径的两端各设有至少一相对的定位缺口313，以及在椭圆凸轮31具有滑槽312的一面上另凸设有一椭圆平台314，此椭圆平台314的面积较椭圆凸轮31的面积为小，而椭圆凸轮31上的V型沟槽311，即是设在椭圆平台314直径较大的两端上。

在本发明的第一实施例中，椭圆凸轮31可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。如图5B所示，椭圆凸轮31的圆心处另设有一制动部315，当圆片装载机构的开启闩(未显示于图中)插入门体20的门闩开孔23后，即会与制动部315连接，以带动椭圆凸轮31转动。由于带动椭圆凸轮31转动的过程中，开启闩与制动部315相接触，因此本发明的制动部315可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。

接着，请参考图6A至图6E，是本发明的第一实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。本实施例通过控制椭圆凸轮31的转动，可使得该对滑动装置32分别往返于相对的插孔13(如图1所示)与闩孔26(如图2所示)中，其作动方式如图6A至图6E依序呈现，为一顺时钟方向转动90度的示意图，通过椭圆凸轮的长轴距离，用以将滑动装置32推出闩孔26并插入插孔13中。反之亦然，若将椭圆凸轮转动过程由如图6E至图6A依序呈现时，为即当椭圆凸轮转动过程以一逆时钟方向转动90度的示意图时，可以将滑动装置32抽出插孔13并收回闩孔26中。此机械原理乃是由于椭圆凸轮31具有一较长的直径X及一较短的直径Y(如图5A所示)，因此当椭圆凸轮31转动时，滑动装置32会伴随椭圆凸轮31半径的变化所致。此外，特别要强调的是，通过上述椭圆凸轮31的转动方式，亦可使滑动装置32的导正结构322与椭圆凸轮31的V型沟槽311两者相互干涉，以使椭圆凸轮31转动至一定角度时，椭圆凸轮31会自动旋转至一定位，使滑动装置32推出或收回于闩孔26中。

进一步说明本实施例的导正结构322与V型沟槽311相互干涉方式：当椭圆凸轮31转动位置为图6A时，(即一对滑动装置32的定位结构323的定位部325(请参考图5B)与椭圆凸轮31较短的直径Y的两端的定位缺口313接触)，导正结构322与椭圆平台314仅接触并相互抵制；当椭圆凸轮31转动位置为图6B时，因为椭圆凸轮31半径变长，会使得滑动装置32向外部伸出，且因滑动装置32与定位弹片33连接一体之故，定位弹片33亦会受到滑动装置32的牵引而接受到一压力；当椭圆凸轮31转动至图6C时(自图6A的位置转动至图6C约为68度)，导正结构322会与椭圆凸轮31的V型沟槽311的一顶点接触并相互抵制，而此时定位弹片33所受到的压力会大于图6B；当椭圆凸轮31转动至图6D时(即转动的角度大于68度)，导正结构322与V型沟槽311接触并相互抵制之处已通过其顶点，因此定位弹片33所受到的压力会小于的图6C，而此时受到定位弹片33压力释放之故，椭圆凸轮31会自动转至图6E，导正结构322会滑入V型沟槽311的两顶点之间并且停滞。而经由上述动作，此时的滑动装置32已被推出闩孔26并插入位于盒体10上的插孔13当中，使得门体20锁合盒体10上。在本实施例中，而当本发明的前开式圆片盒水平放置时，圆片装载机构(Load Port)的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9.44度，仍可与椭圆凸轮31作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。同样地，而若欲使门体20脱离盒体10时，则是图6E的位置以逆时针方向转动，至图6C时约转动22度，而当转动角度大22度时，导正结构322会立即离开V型沟槽311，并完成开启动作。

除了上述椭圆凸轮31的作动方式以外，请再参考图5B。本发明在靠近该对滑动装置32与椭圆凸轮31相互嵌合的一端，各设有一定位结构323，此定位结构323为一篓空的弹片结构324，并具有一定位部325突出自弹片结构324，而此定位结构323与滑动装置32连接为一体，并以射出成型的方式所制成，当椭圆凸轮31自动旋转至一定位时，如图6A所示椭圆凸轮31转动至水平定位时，或如图6E所示椭圆凸轮31转动至垂直定位时，定位结构323上的定位部325将可与定位缺口313相互卡合定位，以提供自动对准定位并停止的功能。

请参考图7A，为本发明门闩结构的第二实施例的上视图，而图7A为门闩结构的正面示意图，图7C为图7B的反面示意图。如图7B所示，每一门闩结构40是由一个椭圆凸轮41，并于椭圆凸轮41上的四个圆周顶点处分别具有一对形成一个V型缺口411的椭圆凸轮41、一对各具有一嵌合部421(如图7C所示)的滑动装置42、以及一对分别设于该对滑动装置42上的导正结构422所组成。接着请参考图7C，在椭圆凸轮41的表面上设有至少一滑槽412，使一对滑动装置42的嵌合部421分别嵌入于滑槽412中，由此即可将一对滑动装置42嵌设于椭圆凸轮41上。此外，配置在椭圆凸轮41长短直径的相对两端上的V型缺口411的结构，请参考图7B，其V型缺口411为由一具有较长一边的长边41L与较短一边的短边41S所形成。另外，导正结构422设于靠近滑动装置42与椭圆凸轮41相互嵌合的一端，此导正结构422由一个导正轮423及配置于导正轮423上的一对导正拨杆424所组成，而此对导正拨杆424是凸出自导正轮423的边缘且设于相邻之处。此外，导正轮423于两个导正拨杆424之间的位置上，进一步可配置至少一对定位缺口426。

在本实施例中，椭圆凸轮41可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。如图7B所示，椭圆凸轮41的圆心处另设有一制动部415，当圆片装载机构(Load Port)的开启闩插入门体20的门闩开孔23后，即会与制动部415连接。由于带动椭圆凸轮41转动的过程中，开启闩与制动部415相接触，因此，为了降低开启闩与制动部415接触的摩擦，本发明的制动部415可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。

接着，请参考图8A至图8E，是本发明第二实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。本实施例通过控制椭圆凸轮41的转动，可使得滑动装置42往返于一对插孔13(如图1所示)与一对闩孔26(如图2所示)中。首先，当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔26结合时(即要将前开式圆片盒的门体20关闭时)，其作动方式如图8A至图8C依序呈现，是将椭圆凸轮41以逆时钟方向转动90度，将滑动装置42推出闩孔26并插入插孔13中；而当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔26脱离时(即要将前开式圆片盒的门体20打开时)，其作动方式如图8C至图8E依序呈现，是将椭圆凸轮41以顺时钟方向转动90度，将滑动装置42抽出插孔13并收回闩孔26。上述的机械原理是由于椭圆凸轮41具有一较长的直径X及一较短的直径Y(如图7A所示)，因此当椭圆凸轮41转动时，滑动装置42会伴随椭圆凸轮41半径的变化所致。此外，通过椭圆凸轮41的转动方式，亦可使滑动装置42的导正结构422与椭圆凸轮41的V型缺口411两者相互干涉，以使椭圆凸轮41转动至一定角度时，椭圆凸轮41会自动旋转至一定位使滑动装置42推出或收回闩孔26中。

接着，进一步说明本实施例的导正结构422与V型缺口411相互干涉方式说明如下：当椭圆凸轮41转动位置为图8A时，导正拨杆424卡设于V型缺口411的短边41S当中；当椭圆凸轮41被开启闩以逆时针方向转动时(即自图8A的位置转动至图8C约为68度)，V型缺口411的长边41L会推动导正拨杆424进而带动导正轮423转动，因为椭圆凸轮41半径变长，会使得滑动装置42向外部伸出；而当椭圆凸轮41转动至图8B位置时，V型缺口411的一端正位于一对导正拨杆424之间且与其接触并相互抵制；当椭圆凸轮41继续逆时针转动(即转动的角度大于68度)，导正拨杆424将会依V型缺口411的长边41L自动滑入V型缺口411当中，使用导正结构422停止并且一个导正拨杆424会接触并相互抵制于V型缺口411的短边41S，此时椭圆凸轮41逆时针转动的角度约为90度时，如图8C所示。而经由上述动作，滑动装置42已会被推出闩孔26并插入插孔13中，使得门体20锁合至盒体10上；在本实施例中，当本发明的前开式圆片盒水平放置时，圆片装载机构(Load Poet)的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9.44度，仍可与椭圆凸轮41作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。接着，若欲使门体20脱离盒体10时，则是由图8C的位置以顺时针方向转动约68度(即至图8D所示)，而当转动角度大68度时，导正拨杆424会立即离开V型缺口411，并完成门体20开启动作。

除了上述圆凸轮41的作动方式以外，本发明再揭露一种在滑动装置42上另设有一弹片结构425的实施例。请再请参考图7B，弹片结构425的两端自滑动装置42的中空结构内的两侧向中间延伸会合成一第三端，以形成一近似T型结构，故此弹片结构425与滑动装置42连接为一体，并以射出成型的方式所制成，此外，再将此第三端嵌入导正轮423上的一个定位缺口426上，当椭圆凸轮41自动旋转至一定位时，如图8A所示椭圆凸轮41转动至水平定位，或如图8C所示椭圆凸轮41转动至垂直定位，弹片结构425的T型结构的第三端会分别与一对定位缺口426相互卡合定位，以提供自动对准定位并停止的功能。

再接着，请参考图9A，为本发明门闩结构50的第三实施例的上视图。如图9B所示，每一门闩结构50是由一椭圆凸轮51、一对各具有一嵌合部521的滑动装置52、一个设于椭圆凸轮51中央处的导正结构53以及一框设于导正结构53的上的狭长弹片54所组成，其中，狭长弹片54的材质可以是具有弹性的材质，例如高分子塑料材料、橡胶材料等，本发明并不加以限制。

本实施例在椭圆凸轮51的表面上设有至少一滑槽512，使一对滑动装置52的嵌合部521分别嵌入于滑槽512中，由此即可将一对滑动装置52嵌设于椭圆凸轮51上。此外，本实施例的导正结构53包含一个矩形凸缘531且其内侧形成具有一圆形内槽532的矩形凸缘531、一对滚轮533、以及一轴承534，其中矩形凸缘531内侧的一相对角落各设有一个穿孔535贯穿矩形凸缘531的内侧及外侧，使得每一穿孔535中分别设置于一个滚轮533；另于圆形内槽532的圆心处设有一中空圆柱536，其中，椭圆凸轮51、矩形凸缘531以及中空圆柱536为一体成形而制成；此外，更有一轴承534套设于中空圆柱536上，而此轴承534的边缘具有一凹槽的圆环534a，并于圆环534a的凹槽中配置多个滚珠534b。本实施例即是通过轴承534的使用，除了可增加椭圆凸轮51转动的顺畅度之外，亦可减少因摩擦而产生的微粒，避免圆片盒内受到污染。

接着说明本实施例的详细作动过程。首先，在本实施例中，椭圆凸轮51可以是金属材质(如不锈钢等)，其也可以是高分子塑料材料(如铁氟龙、PEEK等)所形成，本发明并不加以限制。接着，请参考图9B所示，椭圆凸轮51的圆心处另设有一制动部513，此制动部513为一长方形结构，并以其长轴方向与椭圆凸轮51的直径X水平配置(如图9A所示)，而导正结构53又设于制动部513上，并以其未设置滚轮533的一对角落分别与制动部513的两宽边重叠相接。当圆片装载机构(Load Port)的开启闩插入门体20的门闩开孔23后，即会与制动部513连接。由于带动椭圆凸轮41转动的过程中，开启闩与制动部513相接触，因此，本发明的制动部513可由高分子塑料材料所制成，其中特别是使用具有高耐磨耗性的聚醚醚酮材料(PEEK)，可减少因往返运用而产生的微粒，降低圆片盒内的污染。

接着，请参考图10A至图10C，是本发明第三实施例的椭圆凸轮转动过程的示意图。本实施例通过控制椭圆凸轮51的转动，可使得滑动装置52往返于一对插孔13(如图1所示)与一对闩孔26(如图2所示)中。首先，当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔26结合时(即要将前开式圆片盒的门体20关闭时)，其作动方式如图10A至图10C依序呈现，是将椭圆凸轮41以一顺时钟方向转动90度，以将滑动装置52推出闩孔26并插入插孔13中；而当要使滑动装置42上的插孔13与闩孔26脱离时(即要将前开式圆片盒的门体20打开时)，其作动方式如图10C至图10A依序呈现，是将椭圆凸轮41以一逆时钟方向转动90度，以将滑动装置52抽出插孔13并收回闩孔26。上述的机械原理，乃是由于椭圆凸轮51具有一较长的直径X及一较短的直径Y(如图9A所示)，因此当椭圆凸轮51转动时，滑动装置52会伴随椭圆凸轮51半径的变化所致。此外，通过上述椭圆凸轮51的转动方式，亦可使滑动装置52的一端、椭圆凸轮51的导正结构53与狭长弹片54三者相互干涉，以使椭圆凸轮51转动至一定角度时，椭圆凸轮51会自动旋转至一定位使滑动装置52推出或收回闩孔26中。

再接着，针对上述的滑动装置52的一端、椭圆凸轮51的导正结构53与狭长弹片54三者相互干涉的方式说明如下：当椭圆凸轮51转动位置为图10A时，滑动装置52与狭长弹片54接触并相互抵制，而狭长弹片54的内缘又与导正结构53矩形凸缘531的一侧面相邻接触，因此狭长弹片54框设于导正结构53上的开口宽度约等于矩形凸缘531的宽度。当椭圆凸轮51顺时针转动时(自图10A的位置转动至图10B约为45度)，狭长弹片54与矩形凸缘531接触方式由侧面相邻接触改变为以滚轮533接触，且滚轮533亦会顺着狭长弹片54的内缘滑动，此时狭长弹片54的开口宽度约等于矩形凸缘531对角线的长度。当椭圆凸轮51继续顺时针转动(即转动的角度大于45度)，狭长弹片54的开口大小会伴随矩形凸缘531的转动而递减，此时狭长弹片54会产生一回复力而使得滚轮533受到挤压而自动滑动至以矩形凸缘531的一侧面与狭长弹片54的内缘相邻接触为止，如图10C所示，而此时狭长弹片54框设于导正结构53上的开口宽度约等于矩形凸缘531的宽度；而经由上述动作，滑动装置52会被推出闩孔26并插入插孔13当，使得门体20锁合盒体10上；在本实施例中，而当前开式圆片盒水平放置时，圆片装载机构(Load Port)的开启闩(未显示于图中)的角度误差即使大于9.44度，仍可与椭圆凸轮51作动，以补偿并消除开启闩与门闩开孔23之间产生的致动误差，使门体得以顺利锁合或开启。接着若欲使门体20脱离盒体10时，则由图10C的位置以逆时针方向转动，至图10B时约转动约45度，而当转动角度大45度时，矩形凸缘531的转动会改变狭长弹片54开口宽度的改变，使狭长弹片54产生一回复力而促使滚轮533的滑动，并完成开启动作。此外，通过双滚轮533与狭长弹片54的相互配合，亦可大幅降低因摩擦而产生的微粒，避免圆片盒内受到污染。

接着，请参阅图11所示，是本发明的一种圆片盒的示意图。此圆片盒一种前开式圆片盒，主要包括一盒体10及一门体20，在盒体10的内部设有多个插槽11以容置多个圆片，且在盒体10的其中一个侧面有一开口12可提供圆片的输入以及输出，而门体20则是具有一外表面21及一内表面22，门体20的外表面21配置至少一个门闩开孔(未显示于图中)，用以开启或是封闭前开式圆片盒，而在门体20的内表面22约中间处配置有一凹陷区域24且凹陷区域24位于两凸出平台25之间，其中两凸出平台25的内部配置着前述的门闩结构60。此凹陷区域24的主要目的是用来承接盒体10内部的多个圆片，以减少整个圆片盒的前后径尺寸，而在两凸出平台25上各配置一圆片限制件模块60，除了可限制圆片往开口方向移动外，也可用来控制圆片进入凹陷区域24的量。

上述门体20内表面22凹陷区域24的长度是与盒体10内部的插槽11间距及圆片数量有关。以12时的圆片而言，对于圆片之间的间距，产业间已有标准规定，以期达到最大的圆片承载密度同时能容纳机器手臂伸入进行圆片输入及输出；而目前常见的圆片盒大约可容置25片圆片。然而，本发明凹陷区域24的宽度及深度，则可较有弹性，当门体20的厚度维持不变时，将凹陷区域24的深度设的较大，则可允许圆片较进入凹陷区域24，而此时凹陷区域24的宽度也需随的增大。

此外，本发明的门体20的内表面22可以为一平面，可以没有凹陷的，而在内表面22与外表面21之间配置有至少一个门闩结构(如前述的元件30、40、50)，而一较佳的实施例中配置有一对门闩结构。由于门闩结构30、40、50与前述的实施例相同，故不再赘述。此外，为了使门体20与盒体10盖合时，能够固定已放置于盒体10中的多个圆片，因此可以在上述平面的内表面22上配置有至少一限制件模块60或接近中央区域的地方配置有至少一限制件模块，如图11所示。

很明显地，本发明的门闩结构在椭圆凸轮的带动下，其只进行前进及后退的往返运动，而没有在任何纵向(即垂直)方向上产生位移，因此，本发明的门闩结构一较简单的设计。当本发明的门体与盒体盖合时，椭圆凸轮带动一对滑动装置向门体的边缘移动，然后将滑动装置的前端平面穿过门体上的闩孔并卡固在盒体开口处边缘附近并与闩孔相对应的插孔中。最后，可再经由一充气装置对配置于门体与盒体之间的气密件(未显示于图中)进行充气，以使得盒体内部与外部隔离。

虽然本发明以前述的较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟悉相似技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，因此本发明的专利保护范围须视本说明书所附的申请专利范围所界定的为准。

Claims (12)

1.一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个圆片的输入及输出，而该盒体开口处的一边缘配置至少一对插孔，以及一门体，该门体具有一外表面及一内表面且于该门体的边缘配置至少一对与该对插孔相应的闩孔，该门体是以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个圆片，其中该前开式圆片盒的特征在于：

该门体的该内表面配置一凹陷区域且该凹陷区域位于两凸出平台之间，每一该凸出平台内部配置一门闩结构，该门闩结构包括一椭圆凸轮及一制动部配置于该椭圆凸轮的中央位置，至少一对V型沟槽配置于该椭圆凸轮的一表面上，且于该椭圆凸轮的该表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且该对嵌合部嵌入于该滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于该椭圆凸轮上，以及一对各设于该对滑动装置上的导正结构，由该制动部来控制该椭圆凸轮的转动，使得该对滑动装置各往返于相对的该插孔与该闩孔中。

2.如权利要求1所述的前开式圆片盒，其特征在于，进一步于该椭圆凸轮的具有滑槽的一面上配置一椭圆平台。

3.如权利要求2所述的前开式圆片盒，其特征在于，该椭圆凸轮的V型沟槽配置于该椭圆平台直径较大的两端。

4.如权利要求1所述的前开式圆片盒，其特征在于，进一步具有至少一对相对的定位缺口配置于该椭圆凸轮直径的两端。

5.如权利要求4所述的前开式圆片盒，其特征在于，每一该滑动装置上进一步配置一定位结构且该定位结构由一篓空的弹片结构与一定位部所组合而成。

6.如权利要求1所述的前开式圆片盒，其特征在于，每一该滑动装置进一步包含一对定位弹片，该对定位弹片与该滑动装置连接成一体。

7.如权利要求1所述的前开式圆片盒，其特征在于，该椭圆凸轮及该制动部的材料自下列组合中选出：金属材料或高分子塑料材料。

8.如权利要求1所述的前开式圆片盒，其特征在于，进一步于该两凸出平台上各配置至少一限制件模块。

9.一种前开式圆片盒，主要包括一盒体，该盒体内部设有多个插槽以容置多个圆片，且在该盒体的一侧面形成一开口可供该多个圆片的输入及输出，而该盒体开口处的一边缘配置至少一对插孔，以及一门体，该门体具有一外表面及一内表面且于该门体的边缘配置至少一对与该对插孔相应的闩孔，该门体是以该内表面与该盒体的该开口相结合，并用以保护该盒体内部的该多个圆片，其中该前开式圆片盒的特征在于：

该门体的该内表面配置一凹陷区域，且该凹陷区域位于两凸出平台之间，每一该凸出平台内部配置一门闩结构，该门闩结构包括一椭圆凸轮及一配置于该椭圆凸轮中央位置的制动部，且于该椭圆凸轮的较长与较短直径的相对两端上配置多个V型缺口，该椭圆凸轮的一表面上设有至少一滑槽，一对各具有一嵌合部的滑动装置且该对嵌合部嵌入于该滑槽中，致使该对滑动装置嵌设于该椭圆凸轮上，以及一对导正结构各配置于靠近该对滑动装置与该椭圆凸轮相互嵌合的一端，且每一该导正结构由一导正轮以及配置于该导正轮上的至少一对导正拨杆所组成，由该制动部来控制该椭圆凸轮的转动，使得该对滑动装置各往返于相对的该插孔与该闩孔中。

10.如权利要求9所述的前开式圆片盒，其特征在于，每一该V型缺口具有一较长的长边与一较短的短边。

11.如权利要求9所述的前开式圆片盒，其特征在于，进一步包括一弹片结构配置于每一滑动装置上，该弹片结构的两端自滑动装置的中空结构内的两侧向中间延伸会合成一第三端。

12.如权利要求11所述的前开式圆片盒，其特征在于，该导正轮进一步具有至少一对定位缺口设于与该对导正拨杆相对应之处，其中，该弹片结构的该第三端与该对定位缺口相互卡合定位。

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