(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
相手側の板状部分に形成した貫通孔に収容される平板状のセンサヘッドであって、
センサ素子を収容した扁平状のハウジングと、
前記ハウジングの側面から当該ハウジングの周方向に延設されて、前記ハウジングの側面に接離するように弾性変形する可変部と、
前記ハウジングが前記貫通孔に配された状態において、前記可変部が弾性反力で復元することにより、前記可変部が前記ハウジングに接離する方向で、前記貫通孔の開口縁に凹凸係合する係止手段とを備えたことを特徴とするセンサヘッド。
【請求項２】
前記係止手段は、センサヘッドの側面のうち上下縁から並行して側方に張り出して、間に前記貫通孔の開口縁を挟む一対の鍔部によって構成されたことを特徴とする請求項１記載のセンサヘッド。
【請求項３】
前記係止手段は、前記可変部の側面と、前記ハウジングの側面の両方に配されたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のセンサヘッド。
【請求項４】
前記ハウジングは、前記センサ素子を収容する凹部を下方に開放して備えた合成樹脂製のハウジング主体部と、前記凹部を閉塞して前記ハウジング主体部に接合された合成樹脂製の閉塞板とからなり、
前記可変部は、前記ハウジング主体部に一体成形され、
前記係止手段は、前記ハウジング主体部及び前記可変部の各側面の上縁からそれぞれ側方に張り出した上側鍔部と、前記閉塞板の一部を前記ハウジング主体部の側面から側方に張り出してなる下側鍔部とから構成されたことを特徴とする請求項１記載のセンサヘッド。
【請求項５】
前記ハウジングの側面から突出して、前記板状部分のうち前記貫通孔に連通するように形成された溝に収容され、前記センサ素子に繋がるケーブルを前記溝内に導出するケーブル導出部が備えられたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のセンサヘッド。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、平板状のセンサヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図１の左側に示すように、上下に重ねられた複数のウエハー９から、所望のウエハー９を取り出すためには、ウエハー９，９同士の隙間に差し込まれる平板状のアーム（図１の符号１３は、本願発明の実施形態のアームであり、とは異なる平板状のアーム）が用いられる。そして、このようなアームには、静電容量式のセンサ素子を収容した平板状のセンサヘッドが取り付けられ、アーム上にウエハー９を載せたか否かを検出する。なお、このようなものは、実開平６−２９１４１号公報に掲載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、センサヘッドは、一般に、ネジにて相手側に固定されるが、この構造を採用すると、センサヘッドの実質的な厚さはネジの頭部分を含めた厚さとなり、さらにこれにアームの厚さを加えたものが、全体の厚さとなって、上記アームをウエハー９，９同士の隙間に差し込むことが困難になる。また、ネジの代わりに、接着剤でセンサヘッドをアームに取り付けると、使用環境により接着剤からガスが発生したり、接着剤との相性から、センサヘッド及びアームの材質が限定されるという問題が生じる。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、センサヘッドを相手側に取り付けた状態の全体の厚さを、小さくすることができると共に、相手側への取り付けを容易に行うことができるセンサヘッドの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明に係るセンサヘッドは、相手側の板状部分に形成した貫通孔に収容される平板状のセンサヘッドであって、センサ素子を収容した扁平状のハウジングと、ハウジングの側面から当該ハウジングの周方向に延設されて、ハウジングの側面に接離するように弾性変形する可変部と、前記ハウジングが前記貫通孔に配された状態において、前記可変部が弾性反力で復元することにより、可変部がハウジングに接離する方向で、貫通孔の開口縁に凹凸係合する係止手段とを備えたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載のセンサヘッドにおいて、係止手段は、センサヘッドの側面のうち上下縁から並行して側方に張り出して、間に貫通孔の開口縁を挟む一対の鍔部によって構成されたところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２記載のセンサヘッドにおいて、係止手段は、可変部の側面と、ハウジングの側面の両方に配されたところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１記載のセンサヘッドにおいて、ハウジングは、センサ素子を収容する凹部を下方に開放して備えた合成樹脂製のハウジング主体部と、凹部を閉塞してハウジング主体部に接合された合成樹脂製の閉塞板とからなり、可変部は、ハウジング主体部に一体成形され、係止手段は、ハウジング主体部及び可変部の各側面の上縁からそれぞれ側方に張り出した上側鍔部と、閉塞板の一部をハウジング主体部の側面から側方に張り出してなる下側鍔部とから構成されたところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかに記載のセンサヘッドにおいて、ハウジングの側面から突出して、板状部分のうち貫通孔に連通するように形成された溝に収容され、センサ素子に繋がるケーブルを溝内に導出するケーブル導出部が備えられたところに特徴を有する。
【００１０】
【発明の作用及び効果】
＜請求項１の発明＞
センサヘッドを相手側に取り付けるには、センサヘッドの可変部をハウジングに接近させた状態にして、相手側に形成した貫通孔内に配し、可変部をその弾性反力でもって復元させる。すると、センサヘッドに設けた係止手段が貫通孔の開口縁に凹凸係合し、もって、センサヘッドが、貫通孔内に抜け止めされる。
このように、本発明のセンサヘッドは、ネジを用いずに、可変部を弾性変形させるというワンタッチ操作で取り付けられるから、取付作業が容易である。しかも、センサヘッドは、相手側に形成した貫通孔に収容されるから、センサヘッドと相手側との厚さが積み重ねられることがなくなり、全体の厚さを小さくすることができる。その上、接着剤を用いずに取り付けられるから、前記したガスの発生や材質の相性を心配せずに済む。
【００１１】
＜請求項２の発明＞
係止手段は、センサヘッドの側面のうち上下縁から並行して側方に張り出した一対の鍔部からなり、それらの間に貫通孔の縁部が挟まれて、センサヘッドが、貫通孔内に抜け止めされる。
【００１２】
＜請求項３の発明＞
可変部が、相手側に形成した貫通孔の内部で復元すると、可変部の側面と、ハウジングの側面とに配した係止手段が、相反する方向に変位して、それぞれ貫通孔の開口縁に係止する。
【００１３】
＜請求項４の発明＞
ハウジング主体部及び可変部の各側面には、上縁にのみ上側鍔部が形成されて、下方側には側方に突出した部分がないから、上側鍔部を樹脂成形金型の型開き面に沿わせて成形すれば、スライドピンを設けずに、ハウジング主体部を成形することができる。そして、成形したハウジング主体部に閉塞板を接合すると、閉塞板の一部がハウジング主体部の側面の下縁から側方に張り出した下側鍔部となり、上側鍔部と対向して、その間で貫通孔の開口縁を挟むことができる。
【００１４】
＜請求項５の発明＞
ハウジングの側面から突出したケーブル導出部が、板状部分のうち貫通孔に連通するように形成された溝に収容されることで、センサヘッドが貫通孔内で回転しないようになり、安定した検出を行うことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
以下、本発明の第１実施形態を図１〜図７に基づいて説明する。
図１において、符号１０はラックであって、側方に開放した筺体状をなし、その対向する一対の内側面１１，１１には、水平方向に延びる複数の凹溝１２が上下方向に所定の間隔を開けて形成されている。そして、複数の円板状のウエハー９が、それらの縁部を両内側面１１，１１の凹溝１２に係合させた状態で、両内側面１１，１１間に差し渡され、これにより、複数のウエハー９が上下方向で所定の隙間を開けて重ねられた状態となっている。
【００１６】
このラック１０から所望のウエハー９を取り出すためのアーム１３は、図１に示すように、ラック１０への挿入方向で長く延びた板状をなし、その基端側が例えば、ロボットのハンドに取り付けられる。
【００１７】
アーム１３の上面には、図２に示すように、先端側と基端側とに、２段構造の段差部１４，１４が備えられ、これら段差部１４，１４の間が板状部分１５となっている。
【００１８】
段差部１４は、ウエハー９の外周面に対応して、水平方向で湾曲しており（図１参照）、ウエハー９は、例えば、両段差部１４，１４の上段側の起立面１４Ａ，１４Ａ（図２参照）の間に収まり、板状部分１５から若干浮き上がって、アーム１３との接触面積を最小限にした状態で、アーム１３上に載せられる。
【００１９】
板状部分１５のうちアーム１３の基端寄り位置には、図１に示すように、円形の貫通孔１６が形成されており、板状部分１５の上下面における貫通孔１６の開口縁には、図２に示すように、所定深さの周縁溝１７，１７が、貫通孔１６と同心状をなすように陥没形成されている。また、板状部分１５の下面１５Ｄには、溝１８が、貫通孔１６からアーム１３の基端側へと延びている。
【００２０】
アーム１３に形成された貫通孔１６には、平板状のセンサヘッド２５が収容されている。センサヘッド２５は、図３に示すように、例えば、上記アーム１３の板状部分１５と同じ厚さの偏平円板状をなす合成樹脂製のハウジング１９を備える。また、ハウジング１９の内部には、図示しない空洞部分が備えられて、そこにセンサ素子（図示せず）が収容されている。
【００２１】
ハウジング１９の側面１９Ａには、図３における下縁寄り位置から側方に向けて、偏平のケーブル導出部２０が突出され、そのケーブル導出部２０の先端からは、前記センサ素子に繋がるフラットケーブル２１が導出されている。
【００２２】
ハウジング１９の側面１９Ａのうちケーブル導出部２０の隣からは、片持ち梁状の可変部２２が、ケーブル導出部２０から離れる方向に向けて延出されている。この可変部２２は、概ね、ハウジング１９の円周長の１／４程度の長さをなし、かつ、ハウジング１９の側面１９Ａに対応して丸みを帯び、ハウジング１９の側面１９Ａに接離する方向に弾性変形する。
【００２３】
さて、ハウジング１９の側面１９Ａには、その上下縁から並行して一対の鍔部２３，２３が側方に張り出されると共に、可変部２２の先端側の側面２２Ａにも、その上下縁から並行して、一対の鍔部２４，２４が側方に張り出し形成されている。
【００２４】
より詳細には、各鍔部２３，２４は、前記貫通孔１６の開口縁に形成した周縁溝１７の深さと同じ厚さをなし、上下で対向した鍔部の間に、貫通孔１６の周縁部を挿入することができる（図７参照）。また、ハウジング１９側の鍔部２３は、図５に示すように、ハウジング１９の側面１９Ａのうち可変部２２の反対側から、概ね、ハウジング１９の円周長の１／２程度の長さをなして可変部２２の先端に接近する位置まで延びると共に、図５に示すように、可変部２２に接近した側の鍔部２３の突出量の方が、離れた側の鍔部の突出量よりも大きくなっている（図５の寸法Ｌ２と寸法Ｌ３とを比較して参照）。
【００２５】
次に、本実施形態の作用について説明する。
センサヘッド２５をアーム１３に取り付けるには、まず、センサヘッド２５の可変部２２をハウジング１９側に接近させるように押し倒す。すると、可変部２２に設けた鍔部２４の先端から、ハウジング１９に設けた鍔部２３のうち最も離れた部分までの寸法（図５の寸法Ｌ１参照）が、貫通孔１６の内径より小さくなる。
【００２６】
この状態を保持しつつ、センサヘッド２５をアーム１３の下面側からそのアーム１３に形成した貫通孔１６内に配置すると共に、ハウジング１９の側面から突出したケーブル導出部２０を、アーム１３の下面に形成した溝１８内に収め、可変部２２をその弾性反力でもって復元させる。
【００２７】
すると、可変部２２とハウジング１９とが互いに離れる側に変位し、ハウジング１９が図６に示すように貫通孔１６の中心位置より一方側に偏在して、図７に示すように、ハウジング１９の側面１９Ａの上下縁から並行して張り出した一対の鍔部２３，２３の間に、貫通孔１６の開口縁が一部が凹凸係合すると共に、可変部２２の側面２２Ａの上下縁から張り出した一対の鍔部２４，２４の間に、貫通孔１６の開口縁の他の部分が凹凸係合する。これにより、センサヘッド２５が貫通孔１６に対して上方にも下方にも移動できなくなって、抜け止めが図られる。ここで、鍔部２３のうち可変部２２に近い側は、可変部２２が変位する方向と異なる方向を向いて突出しているが、その突出量（図５のＬ２参照）は、鍔部２３のうち可変部２２から離れていて可変部２２の変位方向を同方向を向いて突出した部分の突出量（図５のＬ３参照）より大きくしてあるから、ハウジング１９が貫通孔１６の中心位置より一方側に偏在しただけで、鍔部２３の広範囲に亘った部分が、貫通孔１６の開口縁に係合することができる。
【００２８】
また、各鍔部２３，２４は、図７に示すように、貫通孔１６の開口縁に形成した周縁溝１７に収まり、センサヘッド２５の上下面は、板状部分１５の上下面と面一となる。これにより、センサヘッド２５は、アーム１３から突出することもなくなり、ウエハー９が引っかかるような事態も防がれる。なお、本実施形態では、センサヘッド２５が貫通孔１６に収容された状態では、可変部２２は、弾性変形していない自然状態で収まるように設定されており、これにより、可変部２２のクリープ変形が防がれている。
【００２９】
また、ハウジング１９の側面から突出したケーブル導出部２０は、図６に示すように、アーム１３の下面に形成した溝１８に収容されることで、センサヘッド２５が貫通孔１６内で回転しないようになり、安定した検出を行うことができると共に、ケーブル２１も溝１８に収まって邪魔にならない。
【００３０】
このように、本実施形態のセンサヘッド２５では、ネジを用いずに、可変部２２を弾性変形させるというワンタッチ操作で取り付けられるから、取り付け作業が容易である。しかも、センサヘッド２５は、アーム１３に形成した貫通孔１６に収容されるから、センサヘッド２５とアーム１３との厚さが積み重ねられることがなくなり、全体の厚さが小さくなる。その上、接着剤を用いていないから、ガスの発生や接着剤と被接着部分との材質の相性を心配しなくてもよい。
【００３１】
＜第２実施形態＞
以下、図８〜図１０に基づいて、本発明の第２実施形態について説明する。
図８に示すように、本実施形態のセンサヘッド２６に備えた可変部２２には、側面のうち上縁にのみ鍔部２４（本発明の「上側鍔部」に相当する）が形成され、下縁には鍔部が形成されていない点だけが、上記第１実施形態とは異なる。また、ハウジング１９は、前記第１実施形態と同様であるが、ここで、第１実施形態より詳細にハウジング１９の構成を説明すると、ハウジング１９は、可変部２２を一体に備えかつセンサ素子（図示せず）を収容する凹部１９Ｃ（図９参照）を下方に開放して備えたハウジング主体部１９Ｓと、その凹部１９Ｃを閉塞してハウジング主体部１９Ｓに、超音波溶着にて接合される閉塞板１９Ｆとから構成されている。
【００３２】
図１０には、ハウジング主体部１９Ｓを成形するための樹脂成形用金型３０が示されており、この金型３０は、例えば、同図の上下方向に型開きされる下側金型３０Ａと上側金型３０Ｂとからなり、下側金型３０Ａに、樹脂充填空間３１が形成されている。ここで、下側金型３０Ａには、樹脂充填空間３１の開口縁に、鍔成形部分３２が設けられている。そして、この樹脂充填空間３１の上端側開口を上側金型３０Ｂで閉じて、ハウジング主体部１９Ｓと可変部２２及びそれらの下縁に一体に設けた上側鍔部２３Ｄ，２４Ｄが成形される。
【００３３】
このように、本実施形態のハウジング主体部１９Ｓ及び可変部２２の各側面１９Ａ，２２Ａには、上縁にのみ上側鍔部２３Ｄ，２４Ｄが形成されて、下方側には側方に突出した部分がないから、上側鍔部２３Ｄ，２４Ｄを樹脂成形金型３０の型開き面に沿わせて成形すれば、スライドピンを設けずに、ハウジング主体部１９Ｓを成形することができる。そして、成形したハウジング主体部１９Ｓに閉塞板１９Ｆを接合すると、閉塞板１９Ｆの一部がハウジング主体部１９Ｓの側面１９Ａの下縁から側方に張り出した下側鍔部２３Ｕとなり、上側鍔部２３Ｄと対向して、その間で貫通孔１６の開口縁を挟むことができる。
なお、その他の構成については上記第１実施形態と同じであるので、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３４】
＜他の実施形態＞
本発明は、実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３５】
（１）前記第１実施形態では、貫通孔１６の開口縁に周縁溝１７を形成することで、図７に示すように、周縁溝１７に鍔部２３，２４を収めて、センサヘッド２６の上下面と板状部分１５の上下面とが面一となるようにしてあったが、図１１に示すように、貫通孔１６の開口縁に周縁溝１７を設けずに、板状部分１５の上下面から鍔部２３，２４が突出する構成としてもよい。
【００３６】
（２）前記第１及び第２実施形態のハウジング１９には、その周面長さの１／２に亘って鍔部２３が形成されていたが、図１２に示すように、ハウジング１９の側面１９Ａのうち可変部２２の先端に対して、ハウジング主体部１９Ｓを挟んで反対側に位置した部分にだけ、鍔部２７を設けた構成としてもよい。
【００３７】
（３）図１３に示すように、可変部２２を、ケーブル導出部２０を挟んだ両側に左右対称に設けて、それら可変部２２の先端にそれぞれ鍔部２４，２４を設けた構成としてもよい。
【００３８】
（４）前記第１及び第２実施形態の可変部２２は、ハウジング１９の側面から片持ち梁状をなして延設されていたが、両持ち梁状に形成してもよい。
【００３９】
（５）前記第１及び第２実施形態の可変部２２は、ハウジング１９の側面から延設されて、ハウジング１９と同じ樹脂にて構成されていたが、例えば、インサート成形にて、金属製の可変部をハウジングに一体に設けた構成としてもよい。そうすれば、可変部の耐熱性が向上する。
【００４０】
（６）前記実施形態では、ウエハー９を取り出すためのアーム１３に取り付けられる平板状のセンサヘッドを例示したが、相手側の板状部分に形成した貫通孔に取り付けられるセンサヘッドであれば、ウエハーを取り出すアーム以外のものに取り付けてもよく、また、センサ素子の構成は、静電容量式以外のものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係るセンサヘッドが取り付けられるアームの斜視図
【図２】図１のＡ−Ａ切断面におけるアームの断面図
【図３】アームに形成した貫通孔とセンサヘッドの斜視図
【図４】貫通孔にセンサヘッドを取り付けた状態の斜視図
【図５】貫通孔にセンサヘッドを取り付ける前の平面図
【図６】貫通孔にセンサヘッドを取り付けた状態の平面図
【図７】図６のＢ−Ｂ切断面におけるセンサヘッドの側断面図
【図８】第２実施形態のセンサヘッドの斜視図
【図９】その側断面図
【図１０】そのセンサヘッドのハウジング主体部を成形するための金型の側断面図
【図１１】変形例１のセンサヘッドの側断面図
【図１２】変形例２のセンサヘッドの斜視図
【図１３】変形例３のセンサヘッドの斜視図
【符号の説明】
１３…アーム（相手側）
１５…板状部分
１６…貫通孔
１８…溝
１９…ハウジング
１９Ａ…側面
１９Ｓ…ハウジング主体部
１９Ｆ…閉塞板
１９Ｃ…凹部
２０…ケーブル導出部
２２…可変部
２２Ａ…側面
２３，２４，２７…鍔部
２３Ｄ，２４Ｄ…上側鍔部
２３Ｕ…下側鍔部
２５，２６…センサヘッド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0004445079.tif 000012
【図１２】
0004445079.tif 000013
【図１３】
0004445079.tif 000014