JP2016518719A - ラッチ機構を備える大口径ウエハ用ウエハ容器 - Google Patents

Abstract

４５０ｍｍウエハ用等の大口径ウエハ容器を密閉する、ラッチ機構を備えたウエハ容器は、回転式の中央カムプレートの回転に要するトルクを軽減しつつ、ドアの閉鎖及び係止を確実に行うことができる。種々の実施形態において、回転式カムプレートに形成されたカムスロットは円弧状であり、互いに対向するカム面により画定されている。ラッチアームの基端部に装着されたローラー等のカムフォロアは、カム面と選択的に係合する。ローラーは、一体に形成されるとともに、ラッチアームの基端部にスナップ挿入される軸部を有する。ローラーは、ローラーの軸方向両端部にて支持されている。ラッチアームの基端部は、互いに平行であるとともに、間隙により隔てられた複数の延設部を有していてもよい。延設部は、ローラーの軸部が規定位置に押し込まれる際に延設部を広げて、ローラーの軸方向両端部の着座を可能にする案内面を有していてもよい。

Description

本開示は、半導体ウエハ容器に関し、より詳細には、ウエハ容器のラッチ機構に関する。

一般的に、半導体ウエハは、ウエハの取り扱いや加工を要する多くの加工工程を経て完成品の電子部品に加工される。ウエハは非常に貴重かつデリケートであり、物理的及び電気的な衝撃により損傷しやすい。さらに、適正な加工を行うためには、最大限の洗浄度が必要であり、パーティクル等の汚染物質が存在していてはならない。このため、ウエハの加工、取り扱い及び運搬を行う際に用いられる専用の容器やキャリアが開発されている。これらの容器は、物理的及び電気的な危険要因からウエハを守り、また、密閉できるためウエハを汚染物質から保護している。汚染物質による損傷からウエハを保護するためには、使用中に容器の密閉状態を維持することが重要である。また、加工工程における効率性を考慮して、キャリアの使用及び清掃が容易であることも重要である。

さらに、組み立て工程は、出来る限り簡単に構成し、使用する部品を最低限に抑える必要がある。また、キャリア、特にラッチ機構の部品には、金属製部品の使用を抑えることが望ましい。

加工されるウエハは大口径化している。１５０ｍｍ以下のウエハもまだ製造されてはいるが、３００ｍｍウエハを扱う製造設備が現在の主流である。３００ｍｍウエハ用容器は、小口径ウエハ用容器では予想し得ない問題に対処する必要がある。３００ｍｍウエハを扱うために、全く新しい種類のウエハ容器が開発されており、このような容器は、例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３、特許文献４、特許文献５、特許文献６及び特許文献７に記載されている。これらの特許文献は本出願人の所有するものであり、記載される明確な定義及び特許請求項を除き、参照により本明細書に援用される。これらの容器は正面開口式を基本構造とし、ドア開口部を画定するドアフレームに嵌入されるドアを備えている。ｘｙｚ座標系（図１）において、ウエハはｚ座標に沿って挿入及び取り出しされる。上下方向はｙ座標に沿って延び、左右方向はｘ座標に沿って延びる。ドアはｚ座標に沿って挿入されるとともに、ラッチ先端部を備える。ラッチ先端部は、ｙ座標に沿って移動した後にｚ座標に沿って移動することにより、ドアを係止して容器部側に引き込む。これによりウエハが拘束され、ドアと容器部との間が密閉される。

現在、４５０ｍｍウエハを製造する設備が開発されており、これらの設備にて使用される容器として、従来の容器とは異なる、性能及び機能がさらに向上された容器が開発されている。このような容器は、正面開口ドア構造に類似した構造を有している場合もある。

１５０ｍｍ及び３００ｍｍ用のウエハ容器のドア筐体及びラッチ機構の構成は様々である。３００ｍｍ用ウエハ容器のラッチ機構の多くは、ラッチ機構を作動させるためのロボットインターフェースを備えた回転部材を用いている。一般的な回転式プレートは、カム面と、回転式プレートと係合するカムフォロアを備えた一つ又は複数のリンクとを有している。リンクの両端は、ラッチ先端部を有しているかラッチ先端部に接続されており、ラッチ先端部は容器部のドアフレームと係合している。他の部品と係合して擦れ合う部品を有するラッチ機構においては、ウエハ加工において有害となるパーティクルが生成するおそれがある。

径の大きいウエハ、特に４５０ｍｍウエハ用の容器においては、ウエハを正しい位置に固定するために力を要する（すなわち、前側及び後側のウエハクッションに対して力が作用している、もしくは、ドアと容器の後方とに配置された抑止部材が強い固定力を供している必要がある）。さらに、３００ｍｍ用のドアに比べて４５０ｍｍ用のドアの方がガスケットの長さが実質的に長くなっている。密閉するためにはガスケットを圧縮する必要があり、ガスケットの長さが増加するにつれて、閉鎖に要する力が増大する。このような力の増大により、ドアの係止はより困難となっている。ドアフレームにドアを固定することに加えて、ラッチ機構はドアを容器の内側に移動させて、ドアの内面上の弾性クッションとウエハ係合部後方の弾性クッションとの間においてウエハを保持して弾性的に拘束するとともに、ガスケットを圧縮している。このような保持及び密閉を行うためには、弾性ウエハクッションをたわませ、かつガスケットを圧縮させる必要がある。一般的には、ラッチプレートのキーホール内のロボットラッチキーを自動ロボット手段が回転することによりドアが係止される。

ドアが大きくなると、必要とされるウエハ拘束力及びパッキン密閉力が大きくなることから、部品にかかる応力が増大し、互いに係合して擦れ合う部品間の摩擦力が増大する。このため、ドアの閉鎖に要するトルクが増大し、互いに擦り合うもしくは摺動する部品においてパーティクルが生成される可能性が高くなる。ドア係止のための回転に使用できる力は、業界標準及び／又は顧客の要求事項により決定される。従来の構成を有する、３００ｍｍ以下用の容器で使用されるラッチ機構は、前述のとおり要件が多い大口径の４５０ｍｍ用容器には適していない。

ドアの周辺部にて回動する回転式ラッチ部材も周知であり、例えば、特許文献８に、ラッチアームと連結する単一の内側スロットとともに開示されている。しかしながら、このような構成は、４５０ｍｍ用ウエハ容器に必要とされるトルクの軽減を可能にするものではない。

従来の回転式プレートは、スロット及びカムフォロアを用いており、カムフォロアの摺動面がプレートのスロットと係合して連結部を動かすことにより、ラッチ先端部が規定の平面移動を行う。パーティクルの生成や、非効率的又は不均一な動作をもたらすおそれのあるロック状態や不安定な挙動を防ぐために、機構の動きは、明確に規定され、かつ滑らかであることが好ましい。ローラーカムフォロアがカムプレートの周端部と係合するウエハ容器ドア構造も周知であるが、このような構造は、ローラーとカムプレートのカム面との係合を維持するためにばねを必要とする。部品点数を最少に抑え、組み立てが容易であり、組み立てに用いる道具が不要又は最低限で済み、もしくはロボットで組み立て可能であるとともに、清掃が容易である機構が求められている。

米国特許第８，２７６，７５９号明細書 米国再発行特許発明第３８２２１号明細書 米国再発行特許発明第４２４０２号明細書 米国再発行特許発明第４０５１３号明細書 米国特許第７，４２２，１０７号明細書 米国特許第７，６７７，３９３号明細書 米国特許第６，４６４，０８１号明細 米国特許第６，４５７，５９８号明細書

本発明の目的は上記した問題を解決することができるウエハ容器を提供することにある。

本明細書に記載する種々の実施形態によるラッチ機構を備えるウエハ容器は、４５０ｍｍウエハ用等の大口径ウエハ容器を密閉し、回転式の中央カムプレートの回転に要するトルクを軽減しつつ、ドアの閉鎖及び係止を確実に行うことができる。

一実施形態において、ラッチアームが、カムフォロアの軸方向の端部を支持している。これにより、カムフォロアの安定性が高まり、カムフォロアとラッチアームとの連結の構造的整合性が向上されている。

さらに、カムフォロアがローラーを有している実施形態においては、ローラーの軸部の直径が、ローラーの外径よりも実質的に小さいことが好ましい。軸部の直径がカムフォロアの外径に近づくにつれて、ローラーが拘束されやすくなる。ローラーが拘束されると、カムフォロアが転がり係合ではなく摺動係合することになり、機械的に効率が悪い。ローラーの効果を奏するためには、軸部の直径は小さい方が好ましい。しかしながら、直径が小さくなると必然的に軸部の強度が減少する。ローラー動作効率化のために軸部の強度が減少してしまうことは、大型化されたウエハキャリアではより大きな力が必要とされるということと相反するが、ローラー軸部の両端部を支持することにより、片方の端部でのみ支持された従来のローラーよりも直径の小さいローラー軸部を用いることが可能になる。軸部の直径を小さくすることによりローラーの性能が向上し、大径の軸部に比べて、ローラーが軸部において拘束されにくくなる。

いくつかの実施形態において、追従及び整合構造が部品間の整合を維持している。これにより、キースロットを有するプレートの回転から始まり、ラッチアームの直線運動、ドアの周辺部におけるラッチ部材の回動による回転及び係止に至る動きの伝達における効率が高められている。

特定の実施形態において、回転式カムプレートのスロットは円弧状をなし、対向するカム面により画定されている。カム面は、ラッチアームの第１端又は基端部に装着されたローラーと係合する。反対側の先端部は回動式のラッチ部材に連結されている。カムプレートが回転されると、カム面がカムフォロアを動かす。これにより、回転式カムプレートに対してラッチアームが内側又は外側に移動し、動きの伝達によりラッチ部材が回転される。この回転により、ラッチ端部がドア周辺部から外側に延び、次いでドアを内側に引く。ローラーは、一体に形成されるとともにラッチアームの基端部にスナップ挿入される軸部を備えていてもよい。基端部は、間に間隙を形成する２つの延設部を備える「分岐状」構造を有していてもよく、また、ローラーの軸部が規定位置に押し込まれる際に平行な延設部を広げてローラーの着座を可能にする案内面を有していてもよい。スロットの寸法は、機構の「遊び」（すなわち、回転式カムプレートの回転を伴わない、連結部の移動方向におけるスロット内のローラーの動き）を減らすことなく、もしくは少なくとも「遊び」を制限することなく、ローラーがスロットの各側の対向するカム面と係合できるように設定されている。いくつかの実施形態においては、遊びの範囲は０．３７５インチ（約９．５２５ｍｍ）未満であり、特定の実施形態では０．２５インチ（６．３５ｍｍ）未満であり、別の実施形態では０．２０インチ（５．０８ｍｍ）未満である。種々の実施形態においては、スロットを画定する対向カム面間のスペースはカムローラーの係合部の直径の１．３倍以下である。いくつかの実施形態においては、スロットを画定する対向カム面間のスペースは、カムローラーの係合部の直径の１．２倍以下である。特定の実施形態においては、カムローラーの係合部の直径の１．１５倍以下もしくは１．１０倍以下である。

本開示のいくつかの実施形態においては、連結部の整合状態が維持されることにより、回転式カムラッチプレートの回転から、連結部、そしてラッチ先端部を有するラッチ部材の回転に至る動きの伝達において、力が効率的に使用されている。整合は、ドア筐体のベース部の内面、ドア筐体のカバーの内面、及び連結部のスロット内の内側柱部材によりもたらされていてもよい。また、整合は、カム面及びローラーの、相補的に形成されて協働する非平行の係合面によりもたらされていてもよい。例えば、ローラーは、回転式カム部材のスロットを画定する凹状のカム面と係合する、周方向に延びる中央突出部（リブ等）を有していてもよい。

いくつかの実施形態においては、ローラーが、回転式カムプレートの凸状の周囲面と係合する差し込み部、すなわち凹状の係合面を有していてもよい。このような協働的かつ相補的な面を形成することにより、他の制約事項に合った整合が達成されている。

本開示のいくつかの実施形態においては、カムホイールが互いに対向するカム面を有する。一方のカム面はより幅広に形成されており、これは、より大きい力、具体的にはラッチ部材を係止位置に回転させる際にラッチアームを外側に押すために必要な閉鎖圧縮力に対応するためである。スロットの反対側の面は、ラッチ機構の係止を解除する際にドア周辺部からラッチアームを引くよう機能するが、このときに必要な力は比較的小さいため、力を受ける面は比較的小さくてもよい。一実施形態においては、幅広の（厚みがより大きい）カム面は、他方の幅狭の（厚みがより小さい）カム面よりも２倍広く、別の実施形態においては２．５倍広く、いくつかの実施形態においては３倍広く、別の実施形態においては５倍広い。一実施形態において、幅狭のカム面は、１．５〜３ｍｍである。幅広のカム面の幅は、４〜１２ｍｍでもよい。種々の実施形態において、幅広のカム面は、幅狭のカム面より１〜５ｍｍ広い。一実施形態においては、幅広のカム面は、幅狭のカム面より３ｍｍ広い。幅狭のカム面は幅広のカム面に対向している。

一実施形態において、互いに係合する部品の断面輪郭の線接触が約２ｍｍ未満となるように、カム及びカム面が配置されている。このため、部品の寿命が延び、パーティクルの生成が抑制され、製造が容易となっている。

構造的に、種々の実施形態において、ウエハ容器のドアラッチ機構は、第１面と、第１面とは反対側の第２面と、外周部とを有するカムプレートを備える。カムプレートは、第１面及び第２面と略直交する中心軸線を中心として回転可能である。また、カムプレートは、第１面及び第２面を貫通する円弧状カムスロットを画定している。円弧状カムスロットは第１カム面を有する内周部により囲まれている。カムスロット内にはカムフォロアが配置されている。カムフォロアは、第１カム面と係合可能である。ラッチアームは、作動軸線に沿って移動可能であり、作動軸線に平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有する。第１延設部及び第２延設部は、第１延設部がカムプレートの第１面の近傍に位置するとともに第２延設部がカムプレートの第２面の近傍に位置するようにカムプレートの外周部を越えて延びる。カムフォロアは第１延設部及び第２延設部に連結されている。カムプレートが中心軸線を中心に回転されると、第１カム面がカムフォロアと係合してラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って力を加える。

一実施形態において、カムプレートのカムスロットは第１カム面と対向する第２カム面をさらに備える。カムフォロアは、第１カム面及び第２カム面と選択的に係合可能である。カムプレートが中心軸線を中心に第１回転方向と反対である第２回転方向に回転されると、第２カム面がカムフォロアと係合してラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って第２移動方向に力を加える。第２移動方向は第１移動方向と反対である。一実施形態において、第１カム面が第１の幅を有し、第２カム面が第２の幅を有し、第１の幅及び第２の幅は中心軸線に平行な方向に延び、第１の幅が第２の幅よりも大きい。特定の実施形態において、カムプレートの第１面及び第２面の少なくとも一方からカムスロットに隣接する突条が延びて第１カム面を中心軸線と平行な方向に拡張している。第１カム面の第１の幅は、第２カム面の第２の幅の少なくとも２倍であり、かつ５倍以下であってもよい。一実施形態において、第１カム面の第１の幅が４〜１２ｍｍであり、第２カム面の第２の幅が１．５〜３ｍｍである。一実施形態において、第１カム面の第１の幅が、第２カム面の第２の幅より少なくとも１ｍｍ広く、かつ５ｍｍ以下広い。いくつかの実施形態において、第１カム面の第１の幅が、第２カム面の第２の幅より約３ｍｍ広い。
カムフォロアは、回転軸線を中心に回転可能なローラーを有していてもよい。回転軸線は中心軸線と略平行である。一実施形態において、第１カム面は、第１カム面に沿ったローラーの移動方向に対して垂直をなす平面において第１断面輪郭を画定し、ローラーの係合面は、移動方向に対して垂直をなす平面において第２断面輪郭を画定し、第１断面輪郭及び第２断面輪郭の一方が凸状であり他方が略平面状である。第１断面輪郭及び第２断面輪郭のうち凸状である一方が、複数の平面を画定していてもよく、複数の平面は交差して実質的に頂点を形成していてもよい。

種々の実施形態において、ローラーの係合面が、第１カム面に沿ったローラーの移動方向に対して垂直をなす平面において凸状の断面輪郭及び凹状の断面輪郭の一方を画定している。第１カム面は、第１カム面に沿ったローラーの移動方向に対して垂直をなす平面において凸状の断面輪郭及び凹状の断面輪郭の他方を画定していてもよい。ローラーの断面輪郭は、第１カム面の断面輪郭に対して相補的であってもよい。ローラーはポリエーテルエーテルケトンを含んでいてもよい。

一実施形態において、ローラーは、第１カム面及び第２カム面のいずれか一方と選択的に係合する係合部を備える。円弧状カムスロットは、中心軸線に対して垂直をなす回転平面上に位置する円弧状軸線を中心として配置され、第１カム面と第２カム面との間にスロット幅寸法を有し、スロット幅寸法は回転平面上の円弧状軸線に対して垂直をなしていてもよい。一実施形態において、スロット幅は、ローラーの係合部の外径よりも少なくとも０．２５ｍｍ大きく、かつ係合部の外径の１．３倍以下である。もしくは、スロット幅は、係合部の外径の１．２倍以下又は１．１倍以下であってもよい。

いくつかの実施形態において、ローラーは、第１面と、第１面とは反対側の第２面とを有するとともに、軸部径を有する軸部を中心に回転可能である。軸部は、ローラーの第１面及びローラーの第２面と直交する方向に延びていてもよい。ローラーは、回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有していてもよく、係合部は、外径を有するとともに第１カム面と係合していてもよい。ローラーの係合部の外径は軸部径の少なくとも２倍であり、かつ５倍以下であってもよい。いくつかの実施形態においては、軸部がローラー径の２０〜４０％である。例えば、軸部径は約４ｍｍであり、ローラー径は約１４ｍｍであるが、これに限定されない。

一実施形態において、軸部はローラーと一体成形されている（一体に形成されている）。他の実施形態においては、軸部が、位置決めピン、リベット、スナップ挿入栓、及び保持リングを備えたシャフトのうちのいずれかである。

種々の実施形態において、ウエハ容器のドアラッチ機構は、中心軸線を中心に回転可能であり、円弧状カムスロットを画定するカムプレートを備える。円弧状カムスロットは、第１カム面と第２カム面とを有する内周部により囲まれている。第２カム面は第１カム面に対向している。カムフォロアは、カムスロット内に配置され、内周部と係合可能であり、作動軸線に沿って移動可能である。ラッチアームは、作動軸線に沿って移動可能であるとともにカムフォロアに動作可能に連結されている。一実施形態において、カムプレートが中心軸線を中心に第１回転方向に回転することにより、ドアラッチ機構の閉鎖動作中に、第１カム面がカムフォロアと係合するとともに第２カム面がカムフォロアから離れる。また、カムプレートが中心軸線を中心に第１回転方向と反対の第２回転方向に回転することにより、ドアラッチ機構の開放動作中に、第１カム面がカムフォロアから離れるとともに第２カム面がカムフォロアと係合し、これにより、カムフォロアがカムスロットの内周部に対して閉ループ状経路を画定する。

ラッチアームは、作動軸線に平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有していてもよい。第１延設部と第２延設部との間には間隙が形成されていてもよい。一実施形態において、カムプレートの外周部の一部が間隙内に位置するように第１延設部及び第２延設部が外周部を越えて延び、カムフォロアが第１延設部及び第２延設部に連結されている。一実施形態において、カムプレートが中心軸線を中心に第１回転方向に回転して第１カム面がカムフォロアと係合すると、ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って第１移動方向に力が加わる。カムプレートが中心軸線を中心に第２回転方向に回転して第２カム面がカムフォロアと係合すると、ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って第２移動方向に力が加わる。第２移動方向は第１移動方向と反対である。

種々の実施形態において、ウエハ容器のドアラッチ機構を組み立てる方法は以下を含む。
・第１面と、第１面とは反対側の第２面とを有するカムフォロアを提供すること。カムフォロアは、カムフォロアの第１面と直交する方向に延びる第１突出部と、カムフォロアの第２面と直交する方向に延びる第２突出部とを有し、回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有する。係合部は、外径を有するとともに第１カム面と係合する。

・作動軸線と平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有するラッチアームを提供すること。第１延設部と第２延設部との間には間隙が形成されている。第１延設部は、カムフォロアの第１突出部を第１延設部に取り付けるための取付構造を有し、第２延設部は、カムフォロアの第２突出部を第２延設部に取り付けるための取付構造を有する。

・中心軸線を中心に回転するとともに、中心軸線と直交する回転平面を中心として配置されているカムプレートを提供すること。カムプレートはカムプレートの外周部近傍に円弧状カムスロットを画定している。円弧状カムスロットと外周部との間に位置するカムプレートの周縁部は、ラッチアームの間隙の寸法よりも小さい径方向寸法及び軸方向寸法を有する。

・ラッチアームの間隙内にカムプレートの周縁部を配置すること。
・配置する工程の後に、第１延設部の取付構造と第２延設部の取付構造とが回転平面の同じ側に位置するようにラッチアームを配向すること。

・配向する工程の後に、ラッチアームの第１延設部及び第２延設部にカムフォロアを装着すること。
上記方法は、装着する工程の後に、ラッチアームが回転平面と略平行になるように、ラッチアームを、中心軸線から離れる方向に周縁部の周りにて回転させることをさらに含んでいてもよい。いくつかの実施形態においては、ラッチアームを提供する工程において提供されるラッチアームの第１延設部及び第２延設部の少なくとも一方が、回転させる工程において延設部が円弧状カムスロット内を通って回動できるように丸みのある端部を有している。また、カムフォロアを提供する工程において提供されるカムフォロアの第１突出部及び第２突出部が軸部を形成し、カムフォロアが軸部を中心に回転可能であってもよい。

別の実施形態において、ウエハ容器のドアラッチ機構を組み立てる方法は以下を含む。
・第１面と、第１面とは反対側の第２面とを有するカムフォロアを提供すること。カムフォロアは、カムフォロアの第１面と直交する方向に延びる第１突出部と、カムフォロアの第２面と直交する方向に延びる第２突出部とを有し、回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有する。係合部は、外径を有するとともに第１カム面と係合する。

・作動軸線と平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有するラッチアームを提供すること。第１延設部と第２延設部との間には間隙が形成されている。第１延設部は、カムフォロアの第１突出部を第１延設部に取り付けるための取付構造を有し、第２延設部は、カムフォロアの第２突出部を第２延設部に取り付けるための取付構造を有する。

・中心軸線を中心に回転するとともに、中心軸線と直交する回転平面を中心として配置されているカムプレートを提供すること。カムプレートはカムプレートの外周部の近傍に円弧状カムスロットを画定している。円弧状カムスロットと外周部との間に位置するカムプレートの周縁部は、ラッチアームの間隙の寸法よりも小さい軸方向寸法を有する。

・円弧状カムスロット内にカムフォロアを配置すること。
・カムプレートの周縁部がラッチアームの間隙内に位置するように、円弧状カムスロット内に配置されたカムフォロアに向かって第１延設部及び第２延設部を移動させること。

・カムプレートの周縁部が第１延設部と第２延設部とカムフォロアとの間に保持されるようにカムフォロアをラッチアームの第１延設部及び第２延設部に装着すること。
種々の実施形態による方法においては、ラッチアームを提供する工程において提供されるラッチアームの第１延設部及び第２延設部が、カムフォロアとスナップ係合する取付構造を有していてもよい。ラッチアームを提供する工程において提供されるラッチアームの第１延設部及び第２延設部の取付構造が、装着する工程において第１延設部及び第２延設部が互いから離れるように曲がることをもたらす傾斜部を有していてもよく、装着する工程は、ラッチアームとカムフォロアとを作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含む。ラッチアームを提供する工程において提供されるラッチアームの第１延設部及び第２延設部の少なくとも一方の取付構造が、カムフォロアが押し込まれたときに作動軸線の横方向に広がるＣ字状スナップ挿入部を有していてもよく、装着する工程は、ラッチアームとカムフォロアとを作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含んでいてもよい。

ラッチアームを提供する工程において提供されるラッチアームの第１延設部及び第２延設部の少なくとも一方の取付構造の取付構造Ｃ字状スナップ挿入部は、導入部を有していてもよい。装着する工程は、ラッチアームとカムフォロアとを作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含む。

本開示のいくつかの実施形態によるウエハ容器は、容器部と、ドアフレームに嵌入されて容器部を密閉するドアとを備える。ラッチ機構は、中心軸線を中心に回転可能であるとともに円弧状カムスロットを画定するカムプレートであって、円弧状カムスロットが第１カム面を含む内周部に囲まれているカムプレートと、カムスロット内に配置され、内周部と係合可能であり、作動軸線に沿って移動可能であるカムフォロアと、移動可能であり、作動軸線に沿って配置された基端部及び先端部を有し、カムフォロアに動作可能に連結されるラッチアームとを有する。ラッチアームは、作動軸線に平行な方向に延びる第１延設部及び第２延設部を基端部に有する。第１延設部と第２延設部との間には間隙が形成されている。一実施形態においては、カムプレートの外周部の一部が間隙内に位置するように第１延設部及び第２延設部が外周部を越えて延び、カムフォロアが第１延設部及び第２延設部に連結され、ラッチアームは先端部に動作可能に連結されたラッチ部材を備える。カムプレートが中心軸線を中心に回転すると、第１カム面がカムフォロアと係合して、ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って第１移動方向に力を加え、これにより、ラッチ部材が、ドアをドアフレームに対して係合させて密閉状態をもたらす。

カムプレートの円弧状カムスロットが、第１カム面に対向する第２カム面を有していてもよい。カムプレートが中心軸線を中心に第１回転方向と反対の第２回転方向に回転すると、第２カム面がカムフォロアと係合してラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して作動軸線に沿って第２移動方向に力を加える。第２移動方向は第１移動方向の反対である。

開示された実施形態の種々の代表的な態様の上記要旨は、実施形態の各態様や全実施例を記載するものではなく、開示された装置又は方法の趣旨及び実施を当業者が利用及び理解できるように選択及び記載されたものである。これらの態様は、後述する詳細な説明における図に具体的に例示されている。

本開示の一実施形態の大口径ウエハ容器の斜視図。 フロントカバーを取り除いた状態の、本開示の一実施形態の大口径ウエハ容器のドアの立面図。 図２の回転式カムプレート、ばね、及びラッチアームの基端部を示す拡大立面図。 フロントカバーを取り除いた状態の、本開示の一実施形態の大口径ウエハ容器のドアの斜視図。 図４の回転式カムプレート、ばね及び基端部を詳細に示す拡大斜視図。 本開示の一実施形態の回転式カムプレート、ばね及びラッチアームの基端部を詳細に示す部分拡大斜視図。 本開示の一実施形態のラッチ機構の部品の斜視図。 本開示の一実施形態のカムフォロア又はローラーの斜視図。 本開示の一実施形態のカムプレートの後面を詳細に示す斜視図。 本開示の一実施形態による図９のカムプレートの前面を詳細に示す斜視図。 動作時における、本開示の一実施形態のカムプレートとカムフォロアとの連係を示す平面図。 動作時における、本開示の一実施形態のカムプレートとカムフォロアとの連係を示す平面図。 動作時における、本開示の一実施形態のカムプレートとカムフォロアとの連係を示す平面図。 動作時における、本開示の一実施形態のカムプレートとカムフォロアとの連係を示す平面図。 本開示の一実施形態のカムホイールのスロット内のローラーの部分断面図。 本開示の一実施形態のカムホイールのスロット内のローラーの部分断面図。 本開示の一実施形態における、凸状の表面、又は１８０度未満の角度をなす２つのサブ面を含む表面を有するカム面と係合すべくカムホイールのスロット内に配置された円柱状ローラーの部分断面図。 本開示の一実施形態において、平面状のカム面を有するスロット内に、軸方向の中間部において径が最も大きいローラーが配置された状態を示す部分断面図。 本開示の一実施形態におけるラッチ機構の組立工程を示す斜視図。 本開示の一実施形態におけるラッチ機構の組立工程を示す斜視図。 本開示の一実施形態におけるラッチアームの基端部を示す斜視図。 本開示の一実施形態におけるラッチ機構の組立工程を示す斜視図。 本開示の一実施形態におけるラッチ機構の組立工程を示す斜視図。 図１６に示すラッチ機構の組立工程を示す平面図。 本開示の一実施形態におけるラッチ機構の組立工程を示す斜視図。 本開示の一実施形態における、カムフォロアの別の装着方法を示す図。 本開示の一実施形態における、カムフォロアの別の装着方法を示す図。 本開示の一実施形態における、カムフォロアの別の装着方法を示す図。

本開示においては種々の変形例が可能であるが、特定の実施形態を例として図面に示し、以下に詳細に記載する。しかしながら、これらの実施形態は本発明の範囲を限定するものではない。添付の特許請求の範囲に記載される本開示の趣旨及び範囲に入るすべての変形例、均等例、及び代替例を含むものとする。

図１に、本開示の一実施形態による大口径ウエハ容器２０を示す。ウエハ容器２０は、容器部２２と、ドアフレーム２６に嵌入されて、容器を密閉しつつ容器内のウエハを拘束するドア２４とを備える。ドア２４のカバー２８とベース部２９とが組み合わされて、ラッチ機構を収容する筐体を形成している。一実施形態において、ウエハ容器２０は４５０ｍｍウエハに適したものである。

図２〜９に、本開示のいくつかの実施形態におけるラッチ機構３０及びその種々の部品を、組み立てられた状態及び個別にて示す。ラッチ機構３０は、ドア２４内に配置されている。ラッチ機構３０は、カムフォロア４２を介してリンクアーム又はラッチアーム４０に動作可能に連結されているカムプレート３６を備える。いくつかの実施形態において、ラッチアーム４０は基端部４１及び先端部４３を有し、これらの基端部４１及び先端部４３を通って延びる作動軸線４５を画定している。ベース部２９とカムプレート３６との間には、オーバーセンター付勢ばね４６が動作可能に連結されていてもよい。

いくつかの実施形態において、ラッチアーム４０の基端部４１は、間に間隙８５を形成する２つの延設部８７，８８を備える。間隙８５は通常寸法８３を有し、延設部８７，８８は作動軸線４５と平行な方向に延びている。延設部８７，８８は、カムフォロア４２を延設部８７，８８に取り付ける取付構造８４をそれぞれ備えている。

いくつかの実施形態において、カムフォロア４２は、互いに反対側に位置する突出部７１ａ，７１ｂを有し、突出部７１ａ，７１ｂによりラッチアーム４０の取付構造８４に連結されている。突出部７１ａ，７１ｂは、カムフォロア４２の第１面７２ａ及び第２面７２ｂに直交する方向にそれぞれ延びる。第１面７２ａは、第２面７２ｂの反対側の面である。特定の実施形態においては、カムフォロア４２は、ローラー軸線７４を中心として回転するローラー７０を備える。ローラー７０は、ローラー軸線７４から径方向外側に延設され、外径７７を有する係合部８０を備える。いくつかの実施形態において、突出部７１ａ，７１ｂは軸部７８を形成している。一実施形態において、軸部７８は、カムフォロアの第１面７２ａ及び第２面７２ｂと一体に形成されている。別の実施形態においては、軸部７８は、ローラー７０とは別体に形成され、ローラー７０を貫通して、カムフォロア７２の両面７２ａ，７２ｂから突出している。ローラー７０と別体に形成された軸部７８の例としては、位置決めピン、リベット、スナップ挿入栓、又は保持リングを備えたシャフトが挙げられる。

ラッチアーム４０の先端部４３には、ラッチ部材４４が動作可能に連結されている。ラッチ部材４４は、ドア２４のベース部２９のスロット又は凹部に受容される軸部又は回動ピン４８を備えていてもよい。ラッチ部材４４は、回動ピン４８を中心に回転することによりラッチ機構３０の開閉動作を行う。

カムプレート３６は中心軸線５１を中心として回転可能であり、前面５０及び後面５２を有する。前面５０及び後面５２は外周部５３に囲まれており、中心軸線５１と略直交する。カムプレート３６は、中心軸線５１と直交する回転平面５８を略中心として配置されていてもよい。一実施形態において、後面５２は、ドアのベース部２９から延びる装着ボス又は装着突出部（図示しない）に着座するソケット５４を有している。カムプレート３６は、中心軸線５１を中心に配置されたキーホール３７を画定する構造を有していてもよい。

カムプレート３６は、カムプレート３６の前面５０及び後面５２を貫通する円弧状カムスロット６０を画定する構造を備えている。円弧状カムスロット６０は、内周部５９に囲まれており、内周部５９は、幅６７を有する内側カム面６４と、幅６５を有する外側カム面６６とを有する。内側カム面６４と外側カム面６６とは互いに対向している。一実施形態において、内側カム面６４の幅６７は、外側カム面６６の幅６５よりも広い。

円弧状カムスロット６０は、回転平面５８上に位置する円弧状軸線６０．１を中心に配置されている。円弧状カムスロットは、内側カム面６４と外側カム面６６との間にスロット幅寸法６０．２を有していてもよい。スロット幅寸法６０．２は、回転平面５８上の円弧状軸線６０．１と垂直をなす。一実施形態において、スロット幅６０．２はローラー７０の係合部８０の外径７７よりも少なくとも０．２５ｍｍ大きく、かつ係合部８０の外径７７の１．３倍以下である。別の実施形態において、スロット幅６０．２は、係合部の外径７７の１．２倍以下である。さらに別の実施形態においては、スロット幅６０．２は、係合部の外径７７の１．１倍以下である。

円弧状カムスロット６０は、外周部５３の近傍に位置して、円弧状カムスロット６０と外周部５３との間にカムプレート３６の周縁部６９を形成していてもよい。一実施形態において、周縁部６９は、径方向寸法５５と、厚み又は軸方向寸法５７とを有し（図１０）、これらの寸法はラッチアーム４０の間隙８５の寸法８３よりも小さい。

組み立て完了状態においては、カムフォロア４２が円弧状カムスロット６０内に配置されている。カムフォロア４２は、ラッチアーム４０の延設部８７，８８がカムプレート３６の外周部５３を越えて延びている（またいでいる）状態で、延設部８７，８８に取り付けられている。従って、延設部８７はカムプレート３６の前面５０の近傍に位置し、延設部８８はカムプレート３６の後面５２の近傍に位置する。このようにして、カムフォロア４２は円弧状カムスロット６０内に保持されている。

図１１Ａ〜１１Ｄに、動作時におけるカムプレート３６とカムフォロア４２との連係を示す。これらの図において、ラッチ機構３０はまず開放状態又はアンロック状態にあり、カムフォロア４２が外側カム面６６に当接するとともに、カムプレート３６が第１の回転限界点（前面５０の図中時計回り方向の限界点）まで回転している（図１１Ａ）。カムプレート３６が中心軸線５１を中心に第１回転方向９０ａ（図１１における反時計回り方向）に回転されると、内側カム面６４は、カムフォロア４２に向かって回転し、デッドバンド回転移動量θ１を移動した後にカムフォロア４２と係合する（図１１Ｂ）。カムフォロア４２との係合によりラッチアーム４０の延設部８７，８８（図１１の想像線）に力が加わり、ラッチアーム４０が作動軸線４５に沿って第１移動方向９１ａに移動する。カムプレート３６が第１回転方向９０ａにさらに回転するにつれて、内側カム面がカムフォロア４２を押しながらさらに回転し、移動する内側カム面６４に対してカムフォロア４２が摺動又は転動することにより、ラッチアーム４０に力が加わる。このため、ラッチアーム４０が第１移動方向９１ａにさらに移動する。

カムプレート３６の回転及びこれに付随するラッチアーム４０の第１移動方向９１ａへの移動は、カムフォロア４２が第２の回転限界点（前面５０の図中反時計回り方向の限界点）に到達するまで継続する（図１１Ｃ）。第２の回転限界点において、カムフォロアは内側カム面６４に当接し、ラッチアーム４０はすでにフルストローク距離９９を移動し終えているため、完全に拡張して閉鎖位置又はロック位置にある。一実施形態において、第１の回転限界点と第２の回転限界点との間の回転距離は、約９０度である。一実施形態において、フルストローク距離９９は、８〜１５ｍｍである。

第１回転方向９０ａと反対である第２回転方向９０ｂにカムプレート３６が中心軸線５１を中心として回転すると（図１１の時計回り方向）、外側カム面６６は、カムフォロア４２に向かって回転し、デッドバンド回転移動量θ２を移動した後にカムフォロア４２と係合する（図１１Ｄ）。カムフォロア４２との係合によりラッチアーム４０の延設部８７，８８に力が加わり、作動軸線４５に沿って第２方向９１ｂにラッチアーム４０が移動する。第２方向９１ｂは、第１移動方向９１ａの反対方向である。カムプレート３６が第２回転方向９０ｂにさらに回転するにつれ、外側カム面６６がカムフォロア４２を押しながらさらに回転し、移動する外側カム面６６に対してカムフォロア４２が摺動又は転動することにより、ラッチアーム４０に力が加わる。このため、ラッチアーム４０が第２方向９１ｂにさらに移動する。カムプレート３６の回転と、これに付随するラッチアーム４０の第２方向９１ｂへの移動とは、カムフォロア４２が図１１Ａに示す第１の回転限界点に到達するまで継続する。完全非係合状態から完全係合状態に移行した後に再び完全非係合状態に戻るまでの、ラッチ機構３０の全サイクルはこのように行われる。

このようにして、カムプレート３６の回転方向に応じて、内側カム面６４及び外側カム面６６のいずれか一方が選択的に係合される。カムフォロア４２は、一本の曲線上を前後移動するのではなく、移動するカムスロット６０に対して、意図された閉ループ状経路を移動することになる。閉ループ状経路を移動することにより、カムフォロア４２は常にカム面６４，６６のどちらか一方のみと係合することになる。このため、動作時において、ローラー７０が円弧状カムスロット６０内にて自由に転動できる。

いくつかの実施形態において、デッドバンド回転移動量θ１，θ２は２〜２０度である。別の実施形態においては、デッドバンド回転移動量θ１，θ２は３〜１５度である。さらに別の実施形態においては、デッドバンド回転移動量θ１，θ２は５〜１５度である。また別の実施形態においては、デッドバンド回転移動量θ１，θ２は７〜１５度である。

機能的には、内側カム面６４は作動軸線４５に沿ったラッチアーム４０の「押圧」すなわち縮小を容易にし、ラッチ部材４４の閉鎖回転を行う。外側カム面６６は、作動軸線４５に沿ったラッチアーム４０の「引っ張り」すなわち伸長を容易にし、ラッチ部材４４の開放を行う。カムフォロア４２を２つの対向する延設部８７，８８と連結することにより、ラッチアーム４０とカムフォロア４２の両方に対称的に負荷がかかる。このため、動作時の力が作用している状態においても、ラッチアーム４０とカムフォロア４２との整合が維持される。負荷が対称的にかかることにより、カムフォロア４２の傾斜が防止されるため、カムフォロア４２とラッチアーム４０との連結部にモーメント応力がかからない。

ドアの閉鎖動作においてラッチ機構３０を作動させるためには、開放動作においてラッチ機構３０を収縮させるために必要な力よりもはるかに大きい力が必要であると認識されている。ラッチ機構３０の収縮に要する力は比較的小さいため、収縮時にカムフォロア４２を動かす外側カム面６６の幅６５は、内側カム面６４の幅６７よりも狭くてよい。一実施形態において、カムプレート３６の前面５０及び後面５２の少なくとも一方からは、円弧状カムスロット６０に隣接する突条６４．１が延びている。突条６４．１は、中心軸線５１に平行する方向に内側カム面６４を拡張し、幅６７を広げている。

外側カム面６６に使用する材料が少ないことによるコストの節約に加えて、外側カム面６６の材料要件の減少により、カムプレート３６の周縁部６９の寸法を、組み立ての簡易性を考慮して設定することができる。これについては、図１５を参照して後述する。

図１２Ａ〜１２Ｄに、本開示のいくつかの実施形態によるローラー７０の係合部８０及びカム面６４，６６の断面輪郭を示す。係合部８０は、個別には係合部８０ａ〜８０ｄと称し、総称的又は集合的には係合部８０と称する。同様に、内側カム面６４及び外側カム面６６は、個別には内側カム面６４ａ〜６４ｄ及び外側カム面６６ａ〜６６ｄと称し、総称的又は集合的には、カム面６４，６６と称する。また、係合部８０、内側カム面６４又は外側カム面６６の「断面輪郭」は、カム面に沿ったローラーの移動方向に垂直をなす断面における各面の輪郭とする。

いくつかの実施形態において、係合部８０ａは凹状の断面輪郭を有し、協働する内側カム面６４ａ及び外側カム面６６ａは凸状の断面輪郭を有している（図１２Ａ）。別の実施形態においては、係合部８０ｂは凸状の断面輪郭を有し、協働する内側カム面６４ｂ及び外側カム面６６ｂは凹状の断面輪郭を有している（図１２Ｂ）。したがって、図１２Ａ及び１２Ｂに示す実施形態においては、係合部８０の断面輪郭とカム面６４，６６の断面輪郭とが「相補的」である。さらに別の実施形態においては、係合部８０ｃは略平坦な断面輪郭を有し、協働する内側カム面６４ｃ及び外側カム面６６ｃは凸状の断面輪郭を有している（図１２Ｃ）。また別の実施形態においては、係合部８０ｄは凸状の断面輪郭を有し、協働する内側カム面６４ｄ及び外側カム面６６ｄは略平坦な断面輪郭を有している（図１２Ｄ）。したがって、図１２Ｃ及び図１２Ｄに示す実施形態においては、係合部８０の断面輪郭とカム面６４，６６の断面輪郭とが「不一致」である。

いくつかの実施形態においては、係合部８０及びカム面６４，６６の凸状の断面輪郭が複数の平面９６を含み、これらの平面９６は、互いに対して傾斜して１８０度より小さい角度をなしている。いくつかの実施形態においては、頂点９７を実質的に形成するように平面９６が交差している。

機能的には、図１２Ａ及び１２Ｂに示す相補的輪郭は、ローラー７０及びカム面６４，６６を軌道上に維持するよう働く整合力及び追従力を供するように協働する。これにより、動きの伝達効率が上がり、より小さいトルクにてラッチ機構３０を作動することができる。一方、不一致である輪郭は、寿命の面で有利であり、必要トルクも小さくてよいことがわかった。不一致である輪郭の係合は、断面輪郭における、負荷がかかった状態の係合面の長さが少なくとも０．５ｍｍであり、かつ２ｍｍ未満である場合に最も有利であり、長期にわたって安定した係合を維持できるとともに、パーティクルの生成を抑制することができる。いくつかの実施形態においては、断面輪郭における係合面の長さは１．５ｍｍ未満であり、別の実施形態では１ｍｍ未満、さらに別の実施形態では０．７５ｍｍ未満である。頂点９７を有する実施形態においては、頂点９７が協働する型穴の境界線に形成されるように射出成形することにより、各部品を形成することができる。

相補的な断面輪郭と不一致である断面輪郭とを組み合わせて用いてもよい。例えば、係合部８０が凸状の断面輪郭を有し、外側カム面６６が相補的な凹状の断面輪郭を有し（図１２Ｂの係合部８０ａ及び外側カム面６６ａ）、一方、内側カム面６４が平坦な断面輪郭（図１２Ｄの内側カム面６４ｄ）を有していてもよい。このような構成は、幅狭の外側カム面６６とローラーとが係合している状態（この状態では、接触面が小さいため不整合が起こる可能性が高い）においては、断面輪郭が相補的であることにより、追従性の高い整合が可能であるという効果が奏されている。一方、ラッチ機構３０に強い力が加わる作動サイクルにおいて幅広の内側カム面６４とローラーとが係合している状態では、断面輪郭が不一致であることにより、摩耗減少効果が奏されている。

図１３〜１８Ｃに、本開示のいくつかの実施形態における、カムフォロア４２及びラッチアーム４０の種々の構造、ならびに、ラッチ機構３０の種々の組み付け方法を示す。一実施形態（図１３）の組み立て方法においては、カムプレート３６の円弧状カムスロット６０内にカムフォロア４２を配置し、ラッチアーム４０の延設部８７，８８をカムプレート３６の外周部５３を越えて移動させ、カムフォロア４２を延設部８７，８８の取付構造８４にスナップ挿入させてカムフォロア４２と延設部８７，８８とを係合させることにより、ラッチアーム４０とカムフォロア４２との間にカムプレート３６が保持されている。カムフォロア４２の挿入は、手、器具又は空気圧により行うことができる。いくつかの実施形態（図１４Ａ）において、取付構造８４は、カムフォロア４２が規定位置にスナップ挿入されるときに延設部８７，８８が軸方向（すなわちローラー軸線７４に平行な方向）に離れて広がることを容易にする傾斜部１０２を有している。一実施形態（図１４Ｂ）においては、延設部８７，８８の片方もしくは両方が、スロット６０内におけるラッチアーム４０の回動を容易にする丸み１０４を有している。

いくつかの実施形態（図１５）において、ラッチ機構３０の組み立て方法は、ラッチアーム４０の間隙８５内にカムプレート３６の周縁部６９を配置することを含む。次いで、延設部８７，８８の取付構造８４が回転平面５８の同じ側に位置するようにラッチアーム４０が配向された後に、カムフォロア４２がラッチアーム４０の延設部８７，８８に装着される。一実施形態においては、ラッチアームが組み立て中に固定されている。延設部８７，８８とカムフォロア４２との間に周縁部６９が保持されると、ラッチアーム４０が周縁部６９の周りにて中心軸線５１から離れる方向に回転されて、ラッチアーム４０が回転平面５８と略平行をなすように配置される。

別の実施形態（図１６及び１６Ａ）において、少なくとも一方の延設部８７，８８の取付構造８４は、Ｃ字状スナップ挿入部１０６を有する。カムフォロア４２がＣ字状スナップ挿入部１０６に押し当てられると、Ｃ字状スナップ挿入部１０６は、作動軸線から横方向に広がる。一実施形態において、Ｃ字状スナップ挿入部は、Ｃ字状スナップ挿入部１０６の横方向（すなわち、ローラー軸線７４に直交する方向）への拡張を容易にする導入部１０８を有する。

さらに別の実施形態（図１７）において、取付構造８４は、位置決めピン等のピン９２が貫通する貫通孔１１２を有する。この実施形態においては、カムフォロア４２も貫通孔１１４を有している。カムフォロア４２は延設部８７，８８の間の間隙８５内に配置され、貫通孔１１２，１１４が略整合される。次いで、ピン９２が貫通孔１１２に通されカムフォロア４２に押し込まれて軸部７８を形成する。ピン・フォロア構成の他の変形例における種々の軸部７８の例としては、位置決めピン９２ａ（図１７Ａ）、スナップ挿入栓９２ｂ（図１７Ｂ）、及びＣ字状クリップ保持リング１１６を備えたシャフト９２ｃ（図１７Ｃ）が挙げられる。または、ピン９２は、溶接部、ねじ締結具等の当業者に周知の締結方法により固定されていてもよい。

ラッチアームがカムプレートに装着されるときに、ラッチ部材４４をラッチアーム４０の先端部４３に装着してもよい。このように組み立てられたものを、ラッチ部材４４をドア２４の周縁部の適切な設置場所に移動させて、ベース部２９の装着ボス又は突出部にソケット５４を着座させることにより、ドア２４のベース部２９の機構受容領域８９に挿入してもよい。次いで、オーバーセンター付勢ばね４６を、ポリマーねじ等を使ってカムプレート３６及びベース部２９に装着してもよい。

本願の全ての項における上記参考文献は、全ての目的でそれらの全体が参照により本明細書に援用される。
（いずれかの添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含め、参照により援用される参考文献を含む）本明細書において開示されている特徴の全て、及び／又は、そのように開示される任意の方法若しくは工程のステップの全ては、そのような特徴及び／又はステップの少なくとも幾つかが互いに矛盾する組み合わせを除いて、任意の組み合わせで組み合わせることができる。

（参照により援用される参考文献、いずれかの添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）本明細書において開示されている各特徴は、別途明記されない限り、同じ、均等な又は同様の目的を果たす代替的な特徴によって置き換えることができる。したがって、別途明記されない限り、開示されている各特徴は、包括的な一連の均等な又は同様の特徴のうちの１つの例に過ぎない。

特許請求の範囲は、前述の実施形態（複数の場合もあり）の詳細に限定されない。特許請求の範囲は、（参照により援用される任意の参考文献、いずれかの添付の特許請求の範囲、要約書及び図面を含む）本明細書において開示されている特徴のうちのいずれかの新規の特徴若しくは任意の新規の組み合わせ、又は、そのように開示される任意の方法若しくは工程のステップのうちのいずれかの新規のもの若しくは任意の新規の組み合わせに及ぶ。本願の全ての項における上記参考文献は、全ての目的でそれらの全体が参照により本明細書に援用される。

特定の例が本明細書において図示及び記載されているが、当業者には、同じ目的を達成するように予測される任意の構成を、示されている特定の例の代わりに用いることができることが認識されるであろう。本願は、本発明の主題の適合又は変形を包含することが意図される。したがって、上記の態様および実施形態は、本発明の原理の説明に過ぎず、限定するものではない。本明細書に開示されている実施形態へのさらなる変更は、当業者には明白であり、そして、そのような変更の全ては本開示の範囲内にあると見なされる。

本明細書に含まれる「実施形態（複数の場合もあり）」、「本開示の実施形態（複数の場合もあり）」及び「開示される実施形態（複数の場合もあり）」への言及は、先行技術であると認められない本特許出願の明細書（特許請求の範囲及び図面を含む文章）に言及するものである。

本発明の特許請求の範囲を解釈する目的で、米国特許法第１１２条、第６節の規定は、「するための手段」または「するためのステップ」という特定の用語が特許請求の範囲内で言及されていない限り、行使されないことを明示的に意図している。

Claims (36)

1. ウエハ容器のドアラッチ機構であって、
   第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、外周部とを有しているカムプレートであって、前記第１面及び前記第２面と略直交する中心軸線を中心として回転可能であり、前記第１面及び前記第２面を貫通する円弧状カムスロットを画定しており、前記円弧状カムスロットが第１カム面を有する内周部により囲まれているカムプレートと、
   前記カムスロット内に配置されるとともに、前記第１カム面と係合可能であるカムフォロアと、
   作動軸線に沿って移動可能であり、前記作動軸線に平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有しているラッチアームであって、前記第１延設部及び前記第２延設部は、前記第１延設部が前記カムプレートの第１面の近傍に位置するとともに前記第２延設部が前記カムプレートの第２面の近傍に位置するように前記カムプレートの外周部を越えて延び、前記カムフォロアは前記第１延設部及び前記第２延設部に連結されているラッチアームと、
   を備えており、
   前記カムプレートを前記中心軸線を中心に回転させると、前記第１カム面が前記カムフォロアと係合することにより前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って力を加える、
   ウエハ容器のドアラッチ機構。
2. ウエハ容器のドアラッチ機構であって、
   第１面と、該第１面とは反対側の第２面と、外周部とを有しているカムプレートであって、前記第１面及び前記第２面と略直交する中心軸線を中心に回転可能であり、前記第１面及び前記第２面を貫通する円弧状カムスロットを画定しており、前記円弧状カムスロットが、第１カム面及び第２カム面を有する内周部により囲まれており、前記第２カム面が前記第１カム面に対向するカムプレートと、
   前記カムスロット内に配置され、前記第１カム面及び前記第２カム面と選択的に係合可能であるカムフォロアと、
   作動軸線に沿って移動可能であり、前記作動軸線に平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有しているラッチアームであって、前記第１延設部及び前記第２延設部は、前記第１延設部が前記カムプレートの第１面に近傍するとともに前記第２延設部が前記カムプレートの第２面に近傍するように前記カムプレートの外周部を越えて延び、前記カムフォロアが前記第１延設部及び前記第２延設部に連結されているラッチアームと、
   を備えており、
   前記カムプレートを前記中心軸線を中心に第１回転方向に回転させると、前記第１カム面が前記カムフォロアと係合して前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第１移動方向に力を加え、
   前記カムプレートを前記中心軸線を中心に前記第１回転方向と反対である第２回転方向に回転させると、前記第２カム面が前記カムフォロアと係合して前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第２移動方向に力を加え、該第２移動方向は前記第１移動方向と反対である、
   ウエハ容器のドアラッチ機構。
3. 前記第１カム面が第１の幅を有しており、前記第２カム面が第２の幅を有しており、前記第１の幅及び前記第２の幅は前記中心軸線に平行な方向に延びており、前記第１の幅が前記第２の幅よりも大きい、請求項２に記載のドアラッチ機構。
4. 前記第１カム面の第１の幅が、前記第２カム面の第２の幅の少なくとも２倍であり、かつ５倍以下である、請求項３に記載のドアラッチ機構。
5. 前記第１カム面の第１の幅が４〜１２ｍｍであり、前記第２カム面の第２の幅が１．５〜３ｍｍである、請求項３に記載のドアラッチ機構。
6. 前記第１カム面の第１の幅が、前記第２カム面の第２の幅より少なくとも１ｍｍ広く、かつ５ｍｍ以下広い、請求項３に記載のドアラッチ機構。
7. 前記第１カム面の第１の幅が、前記第２カム面の第２の幅より約３ｍｍ広い、請求項６に記載のドアラッチ機構。
8. 前記カムフォロアが回転軸線を中心に回転可能なローラーを備えており、前記回転軸線が前記中心軸線と略平行である、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のドアラッチ機構。
9. 前記第１カム面は、該第１カム面に沿った前記ローラーの移動方向に対して垂直をなす平面において第１断面輪郭を画定しており、前記ローラーの係合面は、前記移動方向に対して垂直をなす前記平面において第２断面輪郭を画定しており、前記第１断面輪郭及び前記第２断面輪郭の一方が凸状であり他方が略平面状である、請求項８に記載のドアラッチ機構。
10. 前記第１断面輪郭及び前記第２断面輪郭のうち凸状である一方が複数の平面を画定している、請求項９に記載のドアラッチ機構。
11. 前記複数の平面が交差して実質的に頂点を形成している、請求項１０に記載のドアラッチ機構。
12. 前記ローラーの係合面が、前記第１カム面に沿った前記ローラーの移動方向に対して垂直をなす平面において凸状の断面輪郭及び凹状の断面輪郭の一方を画定しており、前記第１カム面が、該第１カム面に沿った前記ローラーの移動方向に対して垂直をなす前記平面において前記凸状の断面輪郭及び前記凹状の断面輪郭の他方を画定しており、前記ローラーの断面輪郭が、前記第１カム面の断面輪郭に対して相補的である、請求項８に記載のドアラッチ機構。
13. 前記ローラーがポリエーテルエーテルケトンを含んでいる、請求項８に記載のドアラッチ機構。
14. 前記ローラーは、前記第１カム面及び前記第２カム面のいずれか一方と選択的に係合する係合部を備えており、
    前記円弧状カムスロットは、前記中心軸線に対して垂直をなす回転平面上に位置する円弧状軸線を中心として配置されており、前記第１カム面と前記第２カム面との間にスロット幅寸法を有しており、前記スロット幅寸法は前記回転平面上の円弧状軸線に対して垂直をなしており、
    前記スロット幅は、前記ローラーの係合部の外径よりも少なくとも０．２５ｍｍ大きく、かつ前記係合部の外径の１．３倍以下である、請求項８に記載のドアラッチ機構。
15. 前記スロット幅が前記係合部の外径の１．２倍以下である、請求項１４に記載のドアラッチ機構。
16. 前記スロット幅が前記係合部の外径の１．１倍以下である、請求項１５に記載のドアラッチ機構。
17. 前記ローラーは、第１面と、該第１面とは反対側の第２面とを有するとともに、軸部を中心に回転可能であり、前記軸部は、軸部径を有するとともに、前記ローラーの第１面及び該ローラーの第２面と直交する方向に延びており、前記ローラーは、前記回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有しており、該係合部は、外径を有するとともに前記第１カム面と係合しており、
    前記ローラーの係合部の外径が前記軸部径の少なくとも２倍であり、かつ５倍以下である、請求項８に記載のドアラッチ機構。
18. 前記軸部がローラー径の２０〜４０％である、請求項１７に記載のドアラッチ機構。
19. 前記軸部が前記ローラーと一体に形成されている、請求項１７に記載のドアラッチ機構。
20. 前記軸部が、位置決めピン、リベット、スナップ挿入栓、及び保持リングを備えたシャフトのうちのいずれかである、請求項１７に記載のドアラッチ機構。
21. 前記カムプレートの第１面及び第２面の少なくとも一方から前記カムスロットに隣接する突条が延びて前記第１カム面を前記中心軸線と平行な方向に拡張している、請求項１又は２に記載のドアラッチ機構。
22. ウエハ容器のドアラッチ機構を組み立てる方法であって、
    第１面と、該第１面とは反対側の第２面とを有するカムフォロアを提供することであって、前記カムフォロアが、該カムフォロアの第１面と直交する方向に延びる第１突出部と、前記カムフォロアの第２面と直交する方向に延びる第２突出部とを有し、回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有し、該係合部は、外径を有するとともに第１カム面と係合することと、
    作動軸線と平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有するラッチアームを提供することであって、前記第１延設部と前記第２延設部との間には間隙が形成されており、前記第１延設部が、前記カムフォロアの第１突出部を該第１延設部に取り付けるための取付構造を有し、前記第２延設部が、前記カムフォロアの第２突出部を該第２延設部に取り付けるための取付構造を有することと、
    中心軸線を中心に回転するとともに、前記中心軸線と直交する回転平面を中心として配置されているカムプレートを提供することであって、前記カムプレートが該カムプレートの外周部近傍に円弧状カムスロットを画定し、前記円弧状カムスロットと前記外周部との間に位置する前記カムプレートの周縁部が、前記ラッチアームの間隙の寸法よりも小さい径方向寸法及び軸方向寸法を有することと、
    前記ラッチアームの間隙内に前記カムプレートの周縁部を配置することと、
    配置する工程の後に、前記第１延設部の取付構造と前記第２延設部の取付構造とが前記回転平面の同じ側に位置するように前記ラッチアームを配向することと、
    配向する工程の後に、前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に前記カムフォロアを装着することと、
    からなる方法。
23. 装着する工程の後に、前記ラッチアームが前記回転平面と略平行になるように、前記ラッチアームを、前記中心軸線から離れる方向に前記周縁部の周りにて回転させることをさらに含む、請求項２２に記載の方法。
24. ラッチアームを提供する工程において提供される前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部の少なくとも一方が、回転させる工程において該延設部が前記円弧状カムスロット内を通って回動できるように丸みのある端部を有している、請求項２３に記載の方法。
25. カムフォロアを提供する工程において提供される前記カムフォロアの第１突出部及び第２突出部が軸部を形成し、前記カムフォロアが前記軸部を中心に回転可能である、請求項２２に記載の方法。
26. ウエハ容器のドアラッチ機構を組み立てる方法であって、
    第１面と、該第１面とは反対側の第２面とを有するカムフォロアを提供することであって、前記カムフォロアが、該カムフォロアの第１面と直交する方向に延びる第１突出部と、前記カムフォロアの第２面と直交する方向に延びる第２突出部とを有し、回転軸線から径方向外側に延設された係合部を有し、該係合部は、外径を有するとともに第１カム面と係合することと、
    作動軸線と平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有するラッチアームを提供することであって、前記第１延設部と前記第２延設部との間には間隙が形成されており、前記第１延設部が、前記カムフォロアの第１突出部を該第１延設部に取り付けるための取付構造を有し、前記第２延設部が、前記カムフォロアの第２突出部を該第２延設部に取り付けるための取付構造を有することと、
    中心軸線を中心に回転するとともに、前記中心軸線と直交する回転平面を中心として配置されているカムプレートを提供することであって、前記カムプレートが該カムプレートの外周部近傍に円弧状カムスロットを画定し、前記円弧状カムスロットと前記外周部との間に位置する前記カムプレートの周縁部が、前記ラッチアームの間隙の寸法よりも小さい軸方向寸法を有することと、
    前記円弧状カムスロット内にカムフォロアを配置することと、
    前記カムプレートの周縁部が前記ラッチアームの間隙内に位置するように、前記円弧状カムスロット内に配置された前記カムフォロアに向かって前記第１延設部及び前記第２延設部を移動させることと、
    前記カムプレートの周縁部が前記第１延設部と前記第２延設部と前記カムフォロアとの間に保持されるように前記カムフォロアを前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に装着することと、
    からなる方法。
27. ラッチアームを提供する工程において提供される前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部が、前記カムフォロアとスナップ係合する取付構造を有する、請求項２２乃至２６のいずれか一項に記載の方法。
28. ラッチアームを提供する工程において提供される前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部の取付構造が、装着する工程において前記第１延設部及び前記第２延設部が互いから離れるように曲がることをもたらす傾斜部を有し、前記装着する工程が、前記ラッチアームと前記カムフォロアとを前記作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
29. ラッチアームを提供する工程において提供される前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部の少なくとも一方の取付構造が、前記カムフォロアが押し込まれたときに前記作動軸線の横方向に広がるＣ字状スナップ挿入部を有し、装着する工程が、前記ラッチアームと前記カムフォロアとを前記作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含む、請求項２７に記載の方法。
30. ラッチアームを提供する工程において提供される前記ラッチアームの前記第１延設部及び前記第２延設部の少なくとも一方の前記取付構造のＣ字状スナップ挿入部が導入部を有し、前記装着する工程が、前記ラッチアームと前記カムフォロアとを前記作動軸線に沿って互いに引き寄せることをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
31. ウエハ容器のドアラッチ機構であって、
    中心軸線を中心に回転可能であり、円弧状カムスロットを画定するカムプレートであって、前記円弧状カムスロットが第１カム面と第２カム面とを有する内周部により囲まれており、前記第２カム面が前記第１カム面に対向するカムプレートと、
    前記カムスロット内に配置され、前記内周部と係合可能であり、作動軸線に沿って移動可能であるカムフォロアと、
    前記作動軸線に沿って移動可能であるとともに前記カムフォロアに動作可能に連結されているラッチアームと、
    を備えており、
    前記カムプレートが前記中心軸線を中心に第１回転方向に回転することにより、前記ドアラッチ機構の閉鎖動作中に、前記第１カム面が前記カムフォロアと係合するとともに前記第２カム面が前記カムフォロアから離れ、前記カムプレートが前記中心軸線を中心に前記第１回転方向と反対の第２回転方向に回転することにより、前記ドアラッチ機構の開放動作中に、前記第１カム面が前記カムフォロアから離れるとともに前記第２カム面が前記カムフォロアと係合し、これにより、前記カムフォロアが前記カムスロットの内周部に対して閉ループ状経路を画定する、
    ドアラッチ機構。
32. 前記カムフォロアがローラーである、請求項３１に記載のドアラッチ機構。
33. 前記ラッチアームが、前記作動軸線に平行な方向にそれぞれ延びる第１延設部及び第２延設部を含む基端部を有しており、前記第１延設部と前記第２延設部との間には間隙が形成されており、前記カムプレートの外周部の一部が前記間隙内に位置するように前記第１延設部及び前記第２延設部が前記外周部を越えて延びており、前記カムフォロアが前記第１延設部及び前記第２延設部に連結されており、
    前記カムプレートが前記中心軸線を中心に前記第１回転方向に回転して前記第１カム面が前記カムフォロアと係合すると、前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第１移動方向に力が加わり、
    前記カムプレートが前記中心軸線を中心に前記第２回転方向に回転して前記第２カム面が前記カムフォロアと係合すると、前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第２移動方向に力が加わり、前記第２移動方向が前記第１移動方向と反対である、請求項３１又は３２に記載のドアラッチ機構。
34. ウエハ容器であって、
    容器部と、ドアフレームに嵌入されて前記容器部を密閉するドアと、
    ラッチ機構であって、
    中心軸線を中心に回転可能であるとともに円弧状カムスロットを画定しているカムプレートであって、前記円弧状カムスロットが第１カム面を有する内周部に囲まれているカムプレートと、
    前記カムスロット内に配置され、前記内周部と係合可能であり、作動軸線に沿って移動可能であるカムフォロアと、
    移動可能であり、前記作動軸線に沿って配置された基端部及び先端部を有しており、前記カムフォロアに動作可能に連結されており、前記作動軸線に平行な方向に延びている第１延設部及び第２延設部を前記基端部に有しているラッチアームであって、前記第１延設部と前記第２延設部との間には間隙が形成されており、前記カムプレートの外周部の一部が前記間隙内に位置するように前記第１延設部及び前記第２延設部が前記外周部を越えて延びており、前記カムフォロアが前記第１延設部及び前記第２延設部に連結されており、前記先端部に動作可能に連結されたラッチ部材を備えているラッチアームと、を有しているラッチ機構と、
    を備えており
    前記カムプレートが前記中心軸線を中心に回転すると、前記第１カム面が前記カムフォロアと係合して、前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第１方向に力を加え、これにより、前記ラッチ部材が、前記ドアを前記ドアフレームに対して係合させて密閉状態をもたらす、
    ウエハ容器。
35. 前記カムプレートの円弧状カムスロットが、前記第１カム面に対向する第２カム面を有しており、
    前記カムプレートが前記中心軸線を中心に第１回転方向と反対の第２回転方向に回転すると、前記第２カム面が前記カムフォロアと係合して前記ラッチアームの第１延設部及び第２延設部に対して前記作動軸線に沿って第２移動方向に力を加え、前記第２移動方向が第１移動方向の反対である、請求項３４に記載のウエハ容器。
36. 前記カムフォロアがローラーである、請求項３４又は３５に記載のウエハ容器。

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