CN109997217B - 配备具有两个凸轮轮廓的闩锁机构的衬底容器 - Google Patents
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Abstract
一种衬底容器的门包含用于操作至少两个闩锁部件的闩锁机构。所述衬底容器可为前开式衬底容器或底开式衬底容器。所述闩锁机构可包含可旋转凸轮,所述可旋转凸轮具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓使得当旋转所述凸轮以操作所述闩锁机构使其从脱离位置到接合位置时,第一闩锁部件在第二闩锁部件接合提供在门框中的第二对应开口之前接合所述门框中的第一对应狭槽,使得以交错方式操作所述闩锁部件。这种交错闩锁配置允许按照闩锁臂或闩锁臂组以最有效方式施加由要使用的系统提供的负载。
Description
相关申请案的交叉参考
本申请案主张2016年12月16日申请的第62/435396号美国临时申请案的权利及优先权,所述案的全部内容整体出于全部目的以引用方式并入本文中。
技术领域
本发明一般来说涉及衬底容器且更特定来说涉及一种用来闩锁及解锁此类容器的门的闩锁机构。
背景技术
半导体衬底(举例来说例如硅晶片)在处理期间经受众多步骤。这通常牵涉在工作站或设施之间运输多个晶片以供处理。半导体晶片是精密的且易受物理接触或震动及静电损坏。此外,半导体制造过程对微粒或化学物质的污染极其敏感。作为降低污染物对衬底的潜在负面影响的方式,已开发用来最小化污染的生成且隔离衬底与容器外部的污染物的特殊衬底容器。这些容器通常包含可移除门,所述门具有用于隔离容器主体内的衬底与容器外部的环境的衬垫、密封件或其它构件。实例性容器包含前开式统集盒(FOUP)、前开式装运箱(FOSB)、多用途载体(MAC)及标准机械接口盒(SMIF盒)。
随着半导体的规模已变小(即,每单位面积的电路数目已增大),因此呈微粒形式的污染物已变得更成问题。可潜在地损坏集成电路的微粒的大小已减小且接近分子级。因此,在半导体晶片的制造、处理、运输及存储的全部阶段期间期望更好的微粒控制。另外,随着电路几何结构变小,在低氧环境及/或低湿环境中处理晶片可为有利的。需要用于最大化且维持尤其在较大直径衬底载体中的门密封的效力的构件。
发明内容
本发明一般来说涉及衬底容器且更特定来说涉及用来闩锁及解锁此类容器的门的闩锁机构。
在一个说明性实施例中,一种衬底容器包含容器主体,所述容器主体界定具有多个开口的门框。门经接纳在所述门框中且包含安置在所述门内的闩锁机构。所述闩锁机构可在脱离位置与接合位置之间操作。所述闩锁机构包含:可旋转凸轮,其具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓;第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂具有第一及第二远端且包含第一闩锁部件,所述第一闩锁部件经配置以在所述闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第一对应开口中;及第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含第二闩锁部件,所述第二闩锁部件经配置以在所述闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第二对应开口中。当旋转所述凸轮以操作所述闩锁机构使其从所述脱离位置到所述接合位置时,所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件接合提供在所述门框中的所述第二对应开口之前的时间点接合所述门框中的所述第一对应开口。所述衬底容器可为前开式衬底容器或底开式衬底容器。
在另一说明性实施例中,一种搭配衬底容器使用的门包含:闩锁机构,其包含具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓的可旋转凸轮;第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂具有第一及第二远端且包含第一闩锁部件,所述第一闩锁部件经配置以从脱离位置移动到接合位置;及第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含第二闩锁部件,所述第二闩锁部件经配置以从脱离位置移动到接合位置。当旋转所述凸轮以操作所述闩锁机构使其从所述脱离位置到所述接合位置时,所述第一闩锁臂在大致正交于所述第二闩锁臂的移动方向的方向上移动,且所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件转变到所述接合位置之前的时间点转变到所述接合位置。
在一些实施例中,一种衬底容器的门可包含位于距所述门的中心线的相等距离处的两个闩锁机构。每一闩锁机构包含具有两个闩锁部件的水平侧臂及各自具有一个闩锁部件的上垂直臂及下垂直臂,使得所述衬底容器的所述门包含围绕所述门的周边分布的八个闩锁,其中两个闩锁部件位于所述门的右侧上,两个闩锁部件位于所述门的左侧上,两个闩锁部件位于所述门的顶部上,且两个闩锁部件位于所述门的底部上。所述闩锁机构包含具有彼此异相的两个独立旋转轮廓的凸轮,使得当旋转所述凸轮以操作所述闩锁机构时,位于所述门的所述侧上的所述闩锁部件在位于所述门的所述顶部及所述底部处的所述闩锁部件从脱离位置转变到接合位置之前的时间点从脱离位置转变到接合位置。当所述门经安装在如由门框界定的容器主体的开口内时,所述闩锁部件中的每一者在处于所述接合位置时接合在提供在所述门框中的对应狭槽内。
提供前述发明内容以促进理解本发明特有的一些发明特征,且并非意图作为完整描述。可通过将整个说明书、权利要求书、附图及摘要视为整体来获得对本发明的全面了解。
附图说明
可结合附图考虑各种说明性实施例的下文描述而更完整地理解本发明,其中:
图1是衬底容器的透视图。
图2是其中移除门的图1的衬底容器的透视图。
图3A及3B是展示根据本发明的实施例的闩锁机构的衬底容器的门的俯视平面图。
图4A是根据本发明的实施例的门闩锁机构的俯视透视图。
图4B是根据本发明的实施例的门闩锁机构的仰视透视图。
图5A到5D展示根据本发明的实施例的凸轮的各种视图。
图6A到6D是根据本发明的实施例的在解锁位置与闩锁位置之间的各个操作阶段中门闩锁机构的一部分的特写示意图。
图7是展示根据本发明的另一实施例的闩锁机构的门的俯视平面图。
图8A是根据本发明的实施例的门闩锁机构的俯视透视图。
图8B是根据本发明的实施例的门闩锁机构的仰视透视图。
图9是图9中展示的闩锁机构的分解视图。
图10A到10C是根据本发明的实施例的在解锁位置与闩锁位置之间的各个操作阶段中门闩锁机构的一部分的特写示意图。
虽然本发明可有各种修改及替代形式,但已在附图中以实例方式展示且将详细地描述其细节。然而,应理解,并非意图将本发明的方面限于所描述的特定说明性实施例。相反,意图涵盖落入本发明的精神及范围内的全部修改、等效物及替代物。
具体实施方式
如本说明书及所附权利要求书中所使用,单数形式“一”、“一个”及“所述”包含多个指涉物,除非上下文另有清楚指示。如本说明书及所附权利要求书中所使用,术语“或”通常在包含“及/或”的意义上采用,除非上下文另有清楚指示。
应参考附图阅读下文详细描述,其中相同地编号不同附图中的类似元件。详细描述及附图(不一定按比例绘制)描绘说明性实施例且并非意图限制本发明的范围。所描绘的说明性实施例仅意图为示范性。任何说明性实施例的选定特征可并入到额外实施例中,除非清楚地相反陈述。
图1到2展示经配置以固持多个衬底的示范性衬底容器20。示范性衬底可包含但不限于:原始硅晶片、半加工硅晶片、结合晶片、扁平面板、玻璃面板、印刷电路板等。在一个实例中,衬底容器20经配置以容纳半导体制造产业中所使用的多个晶片。衬底容器20可为任何前开式衬底载体,举例来说例如前开式统集盒(FOUP)、前开式装运箱(FOSB)或多用途载体(MAC)。在一些情况中,衬底容器可为底开式容器,例如标准机械接口盒或SMIF盒或主光罩SMIF盒。为简单起见,在FOUP(如图1到2中展示)的背景中描述本文中描述的实施例。然而,所属领域技术人员将理解,本文中揭示的许多概念可适用于其它衬底容器或其它载体,包含具有不同于如本文中论述的那些容器的大小、形状及尺寸的那些容器。例如,容器可具有大体上圆柱形主体及大体上圆形开口。另外,衬底容器不限于特定大小的衬底。相反,本文中描述的实施例适用于不同大小的不同衬底载体。例如,本文中描述的实施例适用于经配置以容置300mm直径晶片或450mm直径晶片的载体,但不限于这些载体。
衬底容器20可由多种热塑性聚合材料及更特定来说经设计以最小化颗粒脱落的热塑性聚合物制成。在一些情况中,衬底容器20可包含提供低水蒸气穿透率的阻隔材料及/或静电耗散材料。可注模衬底容器20的一部分(如果不是全部)。
如图1及2中展示,衬底容器20包含容器主体22及门24。容器主体22包含具有机器人凸缘30的顶部26、具有运动联接板34的底部32、左侧36、右侧38、及界定门开口42的门框40,门开口42通向具有用于支撑数个衬底的晶片搁架46的敞开内部44。在一些情况中,如所展示,一对侧把手28可经提供在容器主体22的左侧36及右侧38上,使得人可拾取及手动地移动容器20,但这并非必需的。
门24包含紧固到基座48的盖(未展示)。门盖及基座48协作以界定壳体,所述壳体含有如本文中将更详细描述的门闩锁机构52。在一些情况中,闩锁机构52可包含闩锁机构盖54。闩锁机构盖54可包含覆盖闩锁机构52的面板。
当门24经接纳在门框40内时,在门24与门框40之间形成密封,这有助于隔离容纳在晶片容器20内的衬底与晶片容器外部的环境。在许多情况中,围绕门的周边提供衬垫(未展示)以协助在门24与门框40之间形成密封。另外,用来将门24紧固在框40中的一或多个闩锁机构(举例来说例如闩锁机构52)可影响形成在门24与门框40之间的密封的质量。
水分及/或氧气泄漏(有时称为传导)到晶片容器10的微环境中是已知问题。随着对于对经密封容器10的微环境中的氧气量及/或相对湿度的改进控制的要求提高,对于在门24经接纳在容器主体22的门框40中、容器10经封闭且闩锁机构52经接合时实现且维持门24与门框40之间的密封的效力及/或稳固性的需求增大。
本文中根据各种实施例描述的闩锁配置利用围绕容器主体22的周边分布的多个闩锁或闩锁部件。至少四个闩锁部件可围绕容器主体22的周边分布。在一些实例中,闩锁配置可包含围绕容器主体22的周边分布的六个、八个或十个闩锁部件。在闩锁配置利用围绕容器主体22的周边分布的六个、八个或甚至十个闩锁部件的情况下,闩锁动作相对于门24的周边更对称。另外,由用来操作闩锁部件的闩锁机构52施加在框40上的负载更均匀地围绕门框40的周边分布,从而尤其当在半导体处理设施内通过架空运输系统(OHT)运输容器10时降低门24偏转或翘曲的趋势。最小化门24的偏转可改进门24与门框40之间创建的密封的质量,这可降低氧气及/或水分传导。在一个示范性实施例中,如在图2到3B中可见,闩锁配置包含八个闩锁部件:两个闩锁部件58,其沿门24的顶部60定位;两个闩锁部件62,其沿门24的底部64定位;及两个闩锁部件66,其位于门24的侧68(左侧及右侧)中的每一者上。
图3A及3B展示其中移除闩锁盖54从而曝露闩锁机构52的门24的视图。图4A及4B展示与门组合件隔离的闩锁机构52的上部视图及下部视图。图3A及4A展示闩锁机构52处于解锁位置,且图3B及4B展示闩锁机构52处于闩锁位置。每一闩锁机构52可位于距门24的中心线72的相等距离处。在一些情况中,如图3A及3B中展示,右闩锁机构52是左闩锁机构52的镜像。因而,为简单起见,将使用左闩锁机构52来展示且描述左及右闩锁机构52两者的特征。
共同参考图3A到4B,每一闩锁机构52分别包含用于操作位于门24的侧68中的每一者处的闩锁部件66的侧或水平闩锁臂80,及用于操作位于门24的顶部60及底部64处的闩锁部件58、62的上闩锁臂82及下闩锁臂84。侧闩锁臂80以及上闩锁臂82及下闩锁臂84中的每一者可操作地连接到凸轮76。凸轮76绕其中心轴旋转引起闩锁臂80、82及84从第一位置移动到第二位置,因此使闩锁机构52从脱离或解锁位置转变到接合或闩锁位置。在第一位置中,闩锁部件58、62及66处于缩回位置且各自脱离提供在门框中的对应狭槽(未展示)。因此,闩锁机构52处于脱离或解锁位置(图3A)。在一些情况中,脱离位置是完全脱离位置,其中闩锁部件58、62及66中的每一者处于缩回位置。在第二位置中,至少一些闩锁部件58、62及66接合在提供在门框中的对应狭槽(未展示)内,且因此闩锁机构52处于接合位置(图3B)。为处于完全接合位置,全部闩锁部件58、62及66经接纳在提供在门框中的对应狭槽内。在一些情况中,凸轮76的旋转引起闩锁部件58、62及66从其中闩锁部件58、62及66缩回且未接纳在提供在门框中的对应狭槽内的完全脱离位置转变到其中至少一些闩锁部件58、62及66至少部分接纳在提供在门框中的对应狭槽内的部分接合位置。凸轮76的进一步旋转引起闩锁机构52进一步从其中至少侧闩锁部件66至少部分接纳在提供在门框中的对应狭槽内的至少部分接合位置转变到其中全部闩锁部件58、62及66接合在提供在门框中的对应狭槽内的完全接合位置。
在凸轮76的旋转之后,每一闩锁机构52经配置使得侧闩锁臂80在大致正交于上闩锁臂82及下闩锁臂84的移动方向的方向上移动。术语大致正交可被定义为80度到110度。在其它情况中,闩锁臂80在正交于上闩锁臂82及下闩锁臂84的移动方向或与所述方向成约90度的方向上移动。例如,当凸轮76旋转时,侧或水平闩锁臂80在远离门24的中心线72的第一方向上移动,且上闩锁臂82及下闩锁臂84在平行于门24的中心线72的第二方向上移动。水平闩锁臂80包含位于臂的任一端处的第一及第二滚轮83。在一些情况中,滚轮83可经配置以遵循紧固到门24的内表面或与门24的内表面一体形成的块结构85且沿块结构85滑行。另外,凸轮76经配置使得其包含两个独立旋转轮廓,如本文中将更详细描述。
如本文中陈述,多个闩锁部件可围绕门的周边分布以将门24紧固或闩锁到门框40。门24可包含围绕门24的周边分布的四个、六个、八个或十个闩锁部件。侧闩锁臂80以及上垂直闩锁臂82及下垂直闩锁臂84中的每一者包含至少一个闩锁部件,使得数个闩锁部件围绕门24的周边分布。侧闩锁臂80可包含至少一个闩锁部件66及多达四个闩锁部件66。在一些情况中,如所展示,侧闩锁臂80包含两个闩锁部件66。每一闩锁部件66经连接到侧闩锁臂80,使得当门24经接纳在门框40内且闩锁机构52经操作而从脱离位置到接合位置时(如本文中描述)时,闩锁部件66接纳在提供在门框40中的对应狭槽内。另外,在一些情况中,上垂直闩锁臂82及下垂直闩锁臂84各自包含联接其相应远端的闩锁部件58、62。在操作时,当门24经接纳在门框40内且闩锁机构52经操作而从脱离位置到接合位置时,闩锁部件58、62接纳在提供在门框40中的对应开口或狭槽内。在一些情况中,闩锁部件58、62及66中的每一者可包含枢转销且经联接到其相应闩锁臂80、82及84,使得其经配置以绕枢转销枢转或旋转。
在操作时,凸轮76在顺时针或逆时针方向上旋转足够量以引起闩锁臂80、82、84以及对应闩锁部件58、62及66从第一位置移动到第二位置。例如,凸轮76可在逆时针方向上旋转约90度以引起闩锁臂80、82、84从如图3A及4A中展示的脱离位置移动到如图3B及4B中展示的接合位置。如先前陈述,凸轮76包含彼此异相的两个独立凸轮轮廓使得在操作时,侧闩锁部件66在上闩锁部件58及下闩锁部件62接合门框40之前的时间点接合门框40。
在许多实施例中,弹簧88在第一枢转点92处联接到凸轮76且还在第二枢转点94处联接到门24。在一些情况中,弹簧88可为S形弹簧,如所展示。第一枢转点92及第二枢转点94可分别由提供在凸轮76及门24的内表面91上的凸台界定。弹簧部件88旋转地约束凸轮76,且在凸轮处于闩锁或解锁位置时中立地偏置,从而未施加偏置力在凸轮76上。弹簧88提供旋转偏置力,从而将凸轮76推向第一偏好位置(脱离或解锁)或第二偏好位置(接合或闩锁)中的任一者,这取决于凸轮76的初始旋转位置。作为实例,当凸轮76从图3A中描绘的中立位置逆时针旋转时,弹簧88经压缩偏置且最初在顺时针旋转方向上施加稳步增大的旋转偏置力在凸轮76上。随着凸轮76进一步逆时针旋转且大致到达其旋转行进范围的中点,弹簧88的偏置力经引导通过凸轮76的中心。在这个位置中,弹簧88(虽然经压缩)未施加旋转偏置力在凸轮76上。随着凸轮76在逆时针方向上进一步旋转经过其旋转行进范围的中点,弹簧88施加偏置力,从而现今在逆时针方向上推进凸轮76。随着凸轮76在逆时针方向上进一步旋转,由弹簧88施加的旋转偏置力随着弹簧88减压而稳步减小。
在操作时,凸轮76经历约90度的旋转行进范围。弹簧88在凸轮的近乎整个旋转行进范围内提供旋转偏置力。当凸轮76处于其旋转范围的中点时且当其处于脱离(解锁)或接合(闩锁)位置中的任一者时,弹簧88未施加偏置力在凸轮76上。因此,其中弹簧部件88提供将凸轮部件76推向其偏好位置的旋转偏置力的有效旋转范围是在每一方向上近乎45度。
如先前提及,每一凸轮76包含两个独立旋转轮廓。每一旋转轮廓与闩锁臂中的每一者相关联。例如,第一旋转轮廓与侧闩锁臂80相关联且第二旋转轮廓与上闩锁臂82及下闩锁臂84两者相关联。两个独立旋转轮廓经配置使得其彼此异相。在一些情况中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约10度到约30度。在其它情况中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约15度到约25度,且更特定来说从约17度到约23度。在一个实施例中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约20度。
利用具有两个独立旋转轮廓的凸轮76影响闩锁部件58、62及66的接合的时序。使侧闩锁臂80遵循凸轮76上不同于上闩锁臂82及下闩锁臂84的旋转轮廓允许在不同于顶部闩锁部件58及底部闩锁部件62的时间点操作侧闩锁部件66,而非在相同时间点操作全部闩锁臂80、82、84使其从脱离或解锁位置到接合或闩锁位置。由于单个臂用来操作侧闩锁部件66且与第一旋转轮廓相关联,因此侧闩锁部件66可被视为第一组闩锁部件。类似地,由于顶部闩锁部件58及底部闩锁部件62两者与第二旋转轮廓相关联,因此顶部闩锁部件58及底部闩锁部件62可被定义为第二组闩锁部件。提供两个不同旋转轮廓促进以交错方式施加由系统提供的可用负载(例如,可用负载首先施加到第一组门闩锁部件且接着施加到第二组门闩锁部件),且允许凸轮76大致施加等于可用负载除以与旋转轮廓中的每一者相关联的闩锁部件的数目的扭矩量而操作闩锁部件58、62及66以闩锁或解锁门24,这基本上增大可用于操作单个闩锁部件或闩锁部件组的扭矩量。提供具有彼此异相的两个旋转轮廓的凸轮76增大可由每一门闩锁机构52施加到门的扭矩量,因此增大用于维持门24与门框40之间的稳固密封的夹箝力的量。
在其它实施例中,可使用旋转轮廓的数目等于闩锁部件或闩锁部件组的数目的可旋转凸轮来施加可用负载到每一个别闩锁部件或闩锁部件组。在一个实施例中,可旋转凸轮可包含三个独立旋转轮廓,每一轮廓与闩锁部件或一组闩锁部件相关联,这取决于闩锁机构的配置。例如,闩锁机构可包含三个闩锁臂,每一闩锁臂经配置以遵循三个独立旋转轮廓中的一者。对于总共六个闩锁部件,每一闩锁臂可包含一组两个闩锁部件。与凸轮的每一旋转轮廓相关联的可用扭矩等于可用负载除以与旋转轮廓中的每一者相关联的闩锁部件的数目。例如,如果两个闩锁部件与旋转轮廓相关联,那么可用负载将除以二。在使三个闩锁部件与旋转轮廓相关联的实施例中,可用负载将除以三。在另一实施例中,可旋转凸轮可包含四个独立旋转轮廓,对于总共八个闩锁构件,每一轮廓与用于操作每个臂两个闩锁部件或一个闩锁部件组的闩锁臂相关联。在这种情况中,可用扭矩等于可用负载除以与给定旋转轮廓相关联的闩锁部件的数目。如本文中论述,独立凸轮轮廓促进以交错方式施加由系统提供的可用负载(例如,首先将第一可用负载施加到第一组门闩锁部件,随后将第二负载施加到第二组门闩锁部件,且最后将第三可用负载施加到第三组闩锁部件)。
图5A到5D展示包含第一旋转轮廓及第二旋转轮廓的凸轮76的各种视图。凸轮76包含具有上表面94及下表面96的板形凸轮部分78。第一旋转轮廓是由从上表面94延伸穿过板形凸轮部分78到下表面96的第一弯曲开口或狭槽102及第二弯曲开口或狭槽104界定。界定第一旋转轮廓的第一狭槽102及第二狭槽104在正交于凸轮76的中心轴X的平面内延伸(图5A及5B)。第二旋转轮廓是由延伸远离凸轮76的中心轴X的肩部或凸角110界定。界定第二旋转轮廓的凸角110也在正交于中心轴X且平行于界定第一旋转轮廓的狭槽102、104在其中延伸的平面的平面中延伸。如所展示,在图5A到5D中,板形凸轮部分78经安置在凸角110上方。在一些情况中,凸轮76还可包含键孔114以促进载体的门24与自动设备之间的相互作用。而且,如图5B及5D中最佳所见,凸轮76包含界定用于附接如图3A及3B中展示的弹簧88的枢转点的第一凸台92,及用于协助侧闩锁臂从接合位置返回到脱离位置的第二凸台116。
作为提供在板形凸轮部分78上以辅助侧闩锁臂80返回的第二凸台116的替代方案,凸轮76可包含具有具内表面的第三弯曲开口或狭槽的第二大体上板形凸轮部分。第三弯曲开口或狭槽的内表面的第一部分界定凸角110。与第一部分相对的内表面的第二外部部分界定第三弯曲开口或狭槽的外部曲率。联接到侧臂的滚轮经安置在第三狭槽中。随着操作侧闩锁臂使其从第一脱离位置到第二接合位置,凸角110推压在滚轮上从而引起滚轮在狭槽内行进,使得其遵循凸角110的曲率。随着操作侧闩锁臂使其从第二接合位置到第一脱离位置,滚轮遵循由内表面的第二部分界定的第三弯曲开口的外部曲率。
图6A到6D展示如从闩锁机构的底部所见的在各个操作阶段处的示范性闩锁机构52的特写示意图。图6A展示闩锁机构52处于完全脱离位置且图6D展示闩锁机构52处于完全接合位置。如图6A到6D中可见,滚轮120经提供在上闩锁臂82及下闩锁臂84的远端处。随着操作闩锁机构52使其从解锁位置到接合位置,滚轮120在凸轮76在第一方向上从第一脱离位置(图6A)旋转到第二接合位置(图6D)时在界定第一旋转轮廓的第一弯曲狭槽102及第二弯曲狭槽104中行进。随着凸轮76旋转,滚轮120在狭槽102、104中行进,使得其引起闩锁臂82、84逐渐延伸远离凸轮76的中心,如图6B及6C中展示。另外,界定第二旋转轮廓的凸角或肩部110接触提供在水平闩锁臂80的下侧上的滚轮122(图6B及图6C),且开始在远离门的中心(如由箭头指示)且正交于第一闩锁臂82及第二闩锁臂84延伸的方向的方向上外推水平闩锁臂80。如图6C中展示,界定第二旋转轮廓的凸角110完全接合水平闩锁臂80,因此引起水平闩锁臂80在上闩锁臂82及下闩锁臂84到达其完全延伸位置之前完全延伸且侧闩锁部件与门框接合。另外,凸轮76在上闩锁臂82及下闩锁臂84的滚轮120分别到达第一狭槽102及第二狭槽104内的第二位置(如图6D中展示)之前进入暂停状态,从而引起在侧闩锁部件与门框接合时与顶部及底部闩锁部件与门框接合时之间发生时序延迟。顶部及底部闩锁部件在上闩锁臂82及下闩锁臂84的滚轮120处于界定第一旋转轮廓的第一狭槽102及第二狭槽104内的第二位置时(如图6D中展示)接合。
现参考图7到10C,图中展示用于将门24紧固在容器主体22的门框40内因此提供密封壳体的闩锁机构152的另一实施例。图7展示闩锁机构152处于接合(闩锁)位置。图8A及8B展示与门组合件隔离的闩锁机构152的上部视图及下部视图。图9是闩锁机构152的分解视图。如图7中可见,每一闩锁机构152位于距门24的中心线172的相等距离处。在一些情况中,如图7中展示,左闩锁机构152是右闩锁机构152的镜像。因而,为简单起见,将使用左闩锁机构152来展示且描述左及右闩锁机构152两者的特征。
共同参考图7到10C,每一闩锁机构152分别包含用于操作门24的侧168中的每一者处的闩锁部件166的侧或水平闩锁臂180,及用于操作门24的顶部160及底部164处的闩锁部件158、162的上闩锁臂182及下闩锁臂184。侧闩锁臂180可包含至少一个闩锁部件166及多达四个闩锁部件166。在一些情况中,侧闩锁臂180包含两个闩锁部件166。每一闩锁部件166经连接到侧闩锁臂180,使得当门24经接纳在门框40内且闩锁机构152经操作而从脱离位置到接合位置时,闩锁部件166经接纳在提供在门框40中的对应开口或狭槽内。另外,在一些情况中,上垂直闩锁臂182及下垂直闩锁臂184各自包含联接其相应远端的闩锁部件158、162。在操作时,当门24经接纳在门框40内且闩锁机构152经操作而从解锁位置到闩锁位置时,闩锁部件158、162经接纳在提供在门框40中的对应开口或狭槽内。在一些情况中,闩锁部件158、162及166中的每一者包含枢转销且经联接到其相应闩锁臂180、182及184,使得其经配置以绕枢转销枢转或旋转。
如图7到10C中展示,侧闩锁臂180以及上闩锁臂182及下闩锁臂184中的每一者可操作地连接到凸轮176。在一些情况中,凸轮176经配置使得其包含两个独立旋转轮廓,如参考图5A到5D详细描述。凸轮176绕其中心轴旋转引起闩锁臂180、182及184从第一脱离(解锁)位置移动到第二接合(闩锁)位置,如图7中展示。在凸轮176的旋转之后,每一闩锁机构152经配置使得水平闩锁臂180在正交于上闩锁臂182及下闩锁臂184的移动方向的方向上移动。例如,当凸轮176旋转时,侧或水平闩锁臂180在远离门24的中心线172的第一方向上移动,且上闩锁臂182及下闩锁臂184在平行于门24的中心线172的第二方向上移动。
如图8A到9中最佳所见,水平闩锁臂180包含位于臂180的每一端处的第一及第二滚轮183。然而,不同于参考图3A到4B展示的实施例(其中滚轮83位于臂80的远端中的每一者处),在图7到10C的所绘示实施例中,滚轮183从臂180的相应远端略微向内定位。另外,滚轮183经配置以遵循紧固到门24的内表面191或与内表面191一体形成的块结构185且沿块结构185滑行。块结构185防止滚轮183及更特定来说水平臂180在X方向上移动。
如图7到9中展示,上闩锁臂182及下闩锁臂184中的每一者可包含横向延伸侧臂190。侧臂190中的每一者在远离其相应上闩锁臂182及下闩锁臂184的方向上朝向水平闩锁180延伸。在一些情况中,侧臂190在正交于上闩锁臂182及下闩锁臂184延伸的方向的方向上延伸。当闩锁机构152处于如图7中展示的闩锁位置时,滚轮183与上闩锁臂182及下闩锁臂184的侧臂190接触。侧臂190中的每一者的远端经配置以与提供在水平闩锁臂180的每一端上的滚轮183相互作用。在一些情况中,侧臂190各自包含经定大小且经塑形以匹配相应滚轮183中的每一者的大小及形状的切口部分206。在一个实施例中,切口部分206具有遵循滚轮183的曲率的曲率,使得当闩锁机构152处于闩锁位置时,位于侧臂190的远端中的每一者处的切口部分206中的每一者分别抵靠滚轮183中的每一者。
由于滚轮183与上垂直闩锁臂182及下垂直闩锁臂184的侧臂190相互作用的方式,当闩锁机构152处于如图7中展示的闩锁位置时,水平闩锁臂180的移动被限制在Y方向上。这是因为上闩锁臂182及下闩锁臂184各自包含经配置以沿紧固到门的内表面191或在一些情况中与内表面191一体形成的凸台204在X方向上平移的至少一个狭槽202。在一些情况中,凸台204可包含滚轮以促进上闩锁臂182及下闩锁臂184移动。水平闩锁臂180因其与沿凸台或滚轮204平移的上闩锁臂182及下闩锁臂184的侧臂190中的每一者的相互作用而附贴到门结构。当闩锁机构因水平闩锁臂及因此侧闩锁部件166而锚定到紧固到门24的内表面的凸台204时,水平闩锁臂180、上垂直闩锁臂182及下垂直闩锁臂184之间的这种布置提供对侧闩锁部件166的稳定支撑。另外,水平闩锁臂180、上垂直闩锁臂182及下垂直闩锁臂184之间的布置提供更刚硬的闩锁结构,从而最大化侧闩锁部件166的力,且可防止由闩锁部件166施加到水平闩锁臂180的力的量引起水平闩锁臂180挠曲。
在操作时,凸轮176在顺时针或逆时针方向上旋转足够量以引起闩锁臂180、182、184从第一位置移动到第二位置。例如,凸轮176可在逆时针方向上旋转约90度以引起闩锁臂180、182、184从脱离位置移动到接合位置,如所展示。如先前陈述,凸轮176包含彼此异相的两个独立旋转轮廓使得在操作时,侧闩锁部件166在上闩锁部件158及下闩锁部件162接合门框40之前的时间点接合门框40。
在许多实施例中,弹簧188在第一枢转点192处联接到凸轮176且还在第二枢转点194处联接到门24。第一枢转点192及第二枢转点194可分别由提供在凸轮176及门24的内表面191上的凸台界定。弹簧部件188旋转地约束凸轮176,且在凸轮处于闩锁或解锁位置时中立地偏置,从而未施加偏置力在凸轮176上。弹簧188提供旋转偏置力,从而将凸轮176推向第一偏好位置(解锁)或第二偏好位置(闩锁)中的任一者,这取决于如本文中参考图3A及3B描述的凸轮176的初始旋转位置。
凸轮176具有与本文中参考图5A到5D描述的凸轮类似的结构及功能。每一凸轮176包含两个独立旋转轮廓。所述两个独立旋转轮廓彼此异相。在一些情况中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约10度到约30度。在其它情况中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约15度到约25度,且更特定来说从约17度到约23度。在一个实施例中,第一旋转轮廓与第二旋转轮廓异相达约20度。
利用具有两个独立旋转轮廓的凸轮176影响闩锁部件158、162及166的接合的时序。使侧闩锁臂180遵循不同于上闩锁臂182及下闩锁臂184的旋转轮廓允许在不同于顶部闩锁部件158及底部闩锁部件162的时间点操作侧闩锁部件166,而非一次操作全部四个闩锁臂。另外,提供两个不同闩锁轮廓促进以交错方式施加由系统提供的可用负载(例如,首先将第一可用负载施加到第一组门闩锁部件,且随后接着将第二负载施加到第二组门闩锁部件),且允许凸轮176大致施加等于可用负载除以与个别旋转轮廓相关联的闩锁部件的数目的扭矩量,从而允许操作每一组闩锁部件158、162及166以闩锁或解锁门24,这明显增大用于每一组闩锁部件的扭矩量。提供具有彼此异相的两个凸轮旋转轮廓的凸轮176增大可施加到每一门闩锁机构152的扭矩量,因此增大用于维持密封及/或将衬底紧固在容器内的夹箝力的量。在不同实施例中,如本文中描述,可使用旋转轮廓的数目等于闩锁部件的数目的可旋转凸轮来施加可用负载到每一个别闩锁部件以最大化施加到每一闩锁部件的扭矩量。
图10A到10C展示如从闩锁机构的底部所见的在各个操作阶段处的示范性闩锁机构152的特写示意图。图10A展示闩锁机构152处于脱离位置,且图10C展示闩锁机构152处于完全接合位置。如图10A到10C中可见,滚轮220经提供在上闩锁臂182及下闩锁臂184的远端处。随着操作闩锁机构152使其从脱离位置到接合位置,滚轮220在凸轮176在第一方向上从第一脱离(解锁)位置(图10A)旋转到第二接合(闩锁)位置(图10C)时在界定第一旋转轮廓的第一弯曲狭槽212及第二弯曲狭槽214中行进。随着凸轮176旋转,滚轮220在狭槽212、214中行进,使得其引起闩锁臂182、184逐渐延伸远离凸轮176的中心,如图10B及10C中展示。另外,滚轮183开始沿侧臂190的切口部分206的曲率滑动,且界定第二旋转轮廓的凸角或肩部210接触提供在水平闩锁臂180的下侧上的滚轮222(图10B)。随着凸角接触滚轮222,凸角210开始在远离门的中心且正交于第一闩锁臂182及第二闩锁臂184延伸的方向的方向上外推水平闩锁臂180。
如图10C中展示,界定第二旋转轮廓的凸角210完全接合水平闩锁臂180,因此引起水平闩锁臂180在上闩锁臂182及下闩锁臂184到达其完全延伸位置之前完全延伸且侧闩锁部件与门框接合。另外,侧臂190的切口部分206紧靠水平臂180的滚轮183,因此将水平闩锁臂180支撑在闩锁位置中。在一些情况中,凸轮176可在上闩锁臂182及下闩锁臂184的滚轮220分别到达第一狭槽212及第二狭槽214内的第二位置之前进入暂停状态,从而引起在侧闩锁部件与门框接合时与顶部及底部闩锁部件与门框接合时之间发生时序延迟。顶部及底部闩锁部件在上闩锁臂182及下闩锁臂184的滚轮220处于界定第一旋转轮廓的第一狭槽212及第二狭槽214内的第二位置时(如图10C中展示)接合。
因此,已描述本发明的若干说明性实施例,所属领域技术人员将容易明白,可在此处所附的权利要求书的范围内制作且使用又其它实施例。前文描述中已阐述本文献所涵盖的本发明的众多优点。然而,将理解,本发明在许多方面中仅为说明性的。在不超出本发明的范围的情况下,可对细节(尤其关于零件的形状、大小及布置)进行改变。当然,本发明的范围是以表达所附权利要求书的语言定义。
Claims (20)
1.一种衬底容器,其包括:
容器主体,其界定门框,所述门框具有多个开口;
门,其周边经接纳在所述门框中;及
第一闩锁机构,其经安置在所述门内,所述第一闩锁机构可在脱离位置与接合位置之间操作,所述第一闩锁机构包括:
可旋转凸轮,其具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓,
第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂包含第一闩锁部件,所述第一闩锁部件经配置以在所述第一闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第一对应开口中,
第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含第二闩锁部件,所述第二闩锁部件经配置以在所述第一闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第二对应开口中,
其中当旋转所述凸轮以操作所述第一闩锁机构使其从所述脱离位置到所述接合位置时,所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件接合提供在所述门框中的所述第二对应开口之前的时间点接合所述门框中的所述第一对应开口。
2.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第一闩锁臂经配置以在大致正交于所述第二闩锁臂的移动方向的方向上移动。
3.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第一旋转轮廓包括形成在所述凸轮中的第一及第二弯曲狭槽,且所述第二旋转轮廓包括在远离所述凸轮的中心轴的方向上延伸的凸角。
4.根据权利要求3所述的衬底容器,其中所述第二旋转轮廓在正交于所述凸轮的所述中心轴x且平行于界定所述第一旋转轮廓的所述第一及第二弯曲狭槽在其中延伸的平面的平面中延伸。
5.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第一闩锁臂包含安置在第一及第二端中的每一者处的第一及第二滚轮,其中所述滚轮经配置以沿紧固到所述门的内表面的块滑行。
6.根据权利要求5所述的衬底容器,其中所述第二闩锁臂包含经配置以在所述第一闩锁机构从所述脱离位置转变到所述接合位置时与所述第一闩锁臂的所述第一或第二滚轮中的一者相互作用的侧臂。
7.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第二闩锁臂包含经配置以沿定位到所述门的内表面的固定凸台平移的至少一个狭槽。
8.根据权利要求7所述的衬底容器,其中所述凸台包括滚轮。
9.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第一旋转轮廓与所述第二旋转轮廓异相达10度到30度。
10.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述第一旋转轮廓与所述第二旋转轮廓异相达17度到23度。
11.根据权利要求1所述的衬底容器,其进一步包括安置在所述门内的第二闩锁机构,所述第二闩锁机构可在脱离位置与接合位置之间操作,所述第二闩锁机构包括:
可旋转凸轮,其具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓,
第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂包含第一闩锁部件,所述第一闩锁部件经配置以在所述第二闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第一对应开口中,
第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含第二闩锁部件,所述第二闩锁部件经配置以在所述第二闩锁机构处于所述接合位置时接纳在所述门框中的第二对应开口中,
其中当旋转所述凸轮以操作所述第二闩锁机构使其从所述脱离位置到所述接合位置时,所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件接合提供在所述门框中的所述第二对应开口之前的时间点接合所述门框中的所述第一对应开口。
12.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述衬底容器是前开式衬底容器。
13.根据权利要求1所述的衬底容器,其中所述衬底容器是底开式衬底容器。
14.根据权利要求1所述的衬底容器,其中当所述第一闩锁机构在操作中时,将与所述第一旋转轮廓及所述第二旋转轮廓中的每一者相关联的扭矩量等于可用负载除以与所述第一及第二旋转轮廓中的每一者相关联的闩锁部件的数目。
15.根据权利要求1所述的衬底容器,其中一组闩锁部件包括一或多个闩锁部件。
16.一种搭配衬底容器使用的门,所述门包括:
第一闩锁机构,其包含具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓的可旋转凸轮;
第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂包含经配置以从解锁位置移动到闩锁位置的第一闩锁部件;
第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含经配置以从解锁位置移动到闩锁位置的第二闩锁部件;
其中当旋转所述凸轮以操作所述第一闩锁机构使其从脱离位置到接合位置时,所述第一闩锁臂在大致正交于所述第二闩锁臂的移动方向的方向上移动,且所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件转变到所述接合位置之前的时间点转变到所述接合位置。
17.根据权利要求16所述的门,其进一步包括安置在所述门内的第二闩锁机构,所述第二闩锁机构可在脱离位置与接合位置之间操作,所述第二闩锁机构包括:
可旋转凸轮,其具有与第二旋转轮廓异相的第一旋转轮廓,
第一闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮,所述第一闩锁臂包含经配置以从脱离位置转变到接合位置的第一闩锁部件;
第二闩锁臂,其经联接到所述可旋转凸轮且包含经配置以从脱离位置转变到接合位置的第二闩锁部件;
其中当旋转所述凸轮以操作所述第二闩锁机构使其从所述脱离位置到所述接合位置时,所述第一闩锁臂在大致正交于所述第二闩锁臂的移动方向的方向上移动,且所述第一闩锁部件在所述第二闩锁部件转变到所述接合位置之前的时间点转变到所述接合位置。
18.根据权利要求17所述的门,其中:
所述第一闩锁臂中的每一者包含安置在所述闩锁臂的第一及第二端中的每一者处的第一及第二滚轮,其中所述滚轮经配置以沿紧固到所述门的内表面的块滑行;且
所述第二闩锁臂中的每一者包含经配置以与所述第一闩锁臂的所述第一端处的所述第一滚轮相互作用的第一侧臂,及经配置以在所述第一闩锁机构和所述第二闩锁机构从所述脱离位置转变到所述接合位置时沿紧固到所述门的内表面的凸台平移的至少一个狭槽。
19.根据权利要求16所述的门,其中所述第一旋转轮廓与所述第二旋转轮廓异相达10度到30度。
20.根据权利要求16所述的门,其中所述第一旋转轮廓与所述第二旋转轮廓异相达17度到23度。
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