(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属板と、該金属板に設けた発熱板とを含む加熱・冷却装置において、
前記金属板には、前記金属板の一面に形成した溝部の内壁面に外周面が当接しているパイプ要素が固定されており、
前記パイプ要素は、前記溝部の内壁面に前記外周面が当接しかつ金属材料によって作られている外側パイプと、該外側パイプの内側で該外側パイプに外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプとを有し、
前記外側パイプは前記外周面の軸方向の一部分が前記一面に露出している露出部を有し、
該露出部の肉厚寸法は前記露出部を除く前記外側パイプの肉厚寸法よりも薄い寸法でありかつ前記露出部の露出面が前記一面と同一な面に形成されており、
前記発熱板と前記金属板とは、前記発熱板が前記金属板の前記一面に当接した状態で一体になっていることを特徴とする加熱・冷却装置。
【請求項２】
請求項１記載の加熱・冷却装置において、前記金属板の少なくとも前記一面全体にアルマイト被膜が形成されていることを特徴とする加熱・冷却装置。
【請求項３】
金属板と、該金属板に設けた発熱板とを含む加熱・冷却装置の製造方法において、
前記金属板の一面には溝部を形成し、前記溝部の両側には、前記一面上へ突出させた突条部を形成し、前記溝部の内壁面に外周面が当接するようにパイプ要素を設け、
前記パイプ要素は、金属材料によって作られている外側パイプと、該外側パイプの内側で該外側パイプに外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプとを有し、
前記外側パイプには、前記突条部及び前記パイプ要素をプレス機によってプレスすることによって、前記突条部を潰し前記外側パイプの前記外周面の軸方向における一部分を前記一面に露出させた露出部を形成し、
前記露出部を形成するの際に前記突条部及び前記露出部が前記一面よりも上方の位置となるようプレスによって前記パイプ要素を前記溝部へ圧入し、
その後、前記露出部の露出面が前記一面と同一な面とするように前記一面全体を均一面となるまで切削加工し、この際、切削加工によって前記露出部を除く外側パイプの肉厚寸法よりも前記露出部の肉厚寸法が薄い寸法となるようにかつ切削加工後の前記一面と同一な面になるまで切削し、さらに切削加工した後の前記金属板の前記一面に前記発熱板を当接させて一体とすることを特徴とする加熱・冷却装置の製造方法。
【請求項４】
請求項３記載の加熱・冷却装置の製造方法において、前記切削加工された後の少なくとも前記一面全体にアルマイト被膜を施すことを特徴とする加熱・冷却装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被加熱物の加熱もしくは被冷却物の冷却に用いる加熱・冷却装置及びその製造方法に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加熱・冷却用熱盤は、金属板と、この金属板の一面に形成した溝部の内壁面に外周面が当接して固定され内部に流体を流すよう金属材料によって作られているパイプとを有している。
【０００３】
金属板の一面には、発熱体を有する熱板が設けられ、金属板を加熱することによって金属板の一面とは反対面となるフェース面において被加熱物を加熱する。さらに、被加熱物を加熱した後、金属板及び熱板を冷却するために、パイプ内に冷却水のような流体を流して冷却を行っている。
【０００４】
従来の加熱・冷却用熱盤の製造方法では、金属板の一面には、溝部を形成するとともに溝の両側で溝部に沿って前記一面上に突出させた突条部とを形成し、前記溝の内壁面に外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られているパイプを溝部に設ける。そして、パイプには、突条部及びパイプを一面へプレスすることによって、パイプの外周面における軸方向の一部分を一面に露出させた露出部を形成している（例えば、特開平９−３３１７０号公報及び特開平９−２６００２９号公報を参照。）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パイプは金属板の一面と同じ面となるようにプレスされるが、プレスによる大まかな作業であることから、露出面と金属板の一面との平坦度が荒いため、熱板との密着性が充分に得られず、当接に不具合が生じ熱板から金属板及びパイプへの均一かつ早い熱応答性及び熱伝導性を向上させることが望まれている。
【０００６】
また、パイプの肉厚寸法が薄い寸法であるので、耐圧性能が充分ではなく、しかも耐食性を向上することが望まれている。
【０００７】
それ故に本発明の課題は、平坦出しが容易にでき、密着性、耐久性、腐食性を向上することができる加熱・冷却装置及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、金属板と、該金属板に設けた発熱板とを含む加熱・冷却装置において、前記金属板には、前記金属板の一面に形成した溝部の内壁面に外周面が当接しているパイプ要素が固定されており、前記パイプ要素は、前記溝部の内壁面に前記外周面が当接しかつ金属材料によって作られている外側パイプ（１３）と、該外側パイプの内側で該外側パイプに外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプ（１４）とを有し、前記外側パイプは前記外周面の軸方向の一部分が前記一面に露出している露出部（１３ａ）を有し、
該露出部の肉厚寸法は前記露出部を除く前記外側パイプの肉厚寸法よりも薄い寸法でありかつ前記露出部の露出面が前記一面と同一な面に形成されており、前記発熱板と前記金属板とは、前記発熱板が前記金属板の前記一面に当接した状態で一体になっていることを特徴とする加熱・冷却装置が得られる。
【０００９】
また、本発明によれば、金属板と、該金属板に設けた発熱板とを含む加熱・冷却装置の製造方法において、前記金属板の一面には溝部を形成し、前記溝部の両側には、前記一面上へ突出させた突条部を形成し、前記溝部の内壁面に外周面が当接するようにパイプ要素を設け、前記パイプ要素は、金属材料によって作られている外側パイプと、該外側パイプの内側で該外側パイプに外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプとを有し、前記外側パイプには、前記突条部及び前記パイプ要素をプレス機によってプレスすることによって、前記突条部を潰し前記外側パイプの前記外周面の軸方向における一部分を前記一面に露出させた露出部を形成し、前記露出部を形成するの際に前記突条部及び前記露出部が前記一面よりも上方の位置となるようプレスによって前記パイプ要素を前記溝部へ圧入し、その後、前記露出部の露出面が前記一面と同一な面とするように前記一面全体を均一面となるまで切削加工し、この際、切削加工によって前記露出部を除く外側パイプの肉厚寸法よりも前記露出部の肉厚寸法が薄い寸法となるようにかつ切削加工後の前記一面と同一な面になるまで切削し、さらに切削加工した後の前記金属板の前記一面に前記発熱板を当接させて一体とすることを特徴とする加熱・冷却装置の製造方法が得られる。
【００１０】
【作用】
本発明の加熱・冷却装置では、パイプ要素を２重パイプとし、外側パイプの露出部の肉厚寸法が露出部を除く外側パイプの肉厚寸法よりも薄い寸法でありかつ露出部の露出面が一面と同一な面に形成する。
【００１１】
したがって、金属板の一面が平坦になるとともに、露出部が薄い肉厚寸法となるため、金属板の一面を発熱板との接合面としたときに、密着性がよくなり、熱伝導性に優れた構成となる。
【００１２】
また、パイプ要素は２重パイプであるので外側パイプを金属板と同じ金属材料とすることによって、露出部を切削でき平坦が出しやすく、しかも耐久性、腐食性を向上させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の加熱・冷却装置に用いる加熱・冷却熱盤の一実施の形態例を示している。
【００１４】
図１を参照して、この一実施の形態例における加熱・冷却用熱盤１０は、金属板１１と、この金属板１１の一面１１ａに形成した溝部１２の内壁面に外周面が当接して固定され内部に流体を流すよう金属材料によって作られているパイプ要素とを有している。
【００１５】
パイプ要素は、溝部１２の内壁面に外周面が当接して固定した金属材料によって作られている外側パイプ１３と、外側パイプ１３の内側で外側パイプ１３に外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプ１４とを有している。
【００１６】
外側パイプ１３は、外周面の軸方向の一部分が一面１１ａに露出している露出部１３ａを有している。露出部１３ａの肉厚寸法は、露出部１３ａを除く外側パイプ１３の肉厚寸法よりも薄い寸法である。さらに、露出部１３ａの露出面が一面１１ａと同一な面に形成されている。
【００１７】
この実施の形態例における金属板１１と外側パイプ１３とは、これらが同一種類の金属材料によって作られている。ここで、金属板１１、外側パイプ１３、及び内側パイプ１４の金属材料の組み合わせについて例を挙げる。
【００１８】
金属板１１がアルミニウム、アルミニウム合金の場合、外側パイプ１３はアルミニウムを使用し、内側パイプ１４は流体の種類に対応するようにステンレス、鉄、銅など腐食を避ける金属材料から一種を選択して用いる。
【００１９】
金属板１１がステンレスの場合、外側パイプ１３はステンレスを使用し、内側パイプ１４はステンレス、鉄などの金属材料から一種を選択して用いる。また、金属板１１が銅、銅合金の場合、外側パイプ１３は銅を使用し、内側パイプ１４はステンレス、鉄、銅などの金属材料から一種を選択して用いる。
【００２０】
さらに、露出部１３ａの露出面を含む金属板１１の一面１１ａ全体及び一面１１ａの反対側である裏面全体には、アルマイト被膜１５ａ，１５ｂが形成されている。アルマイト被膜１５ａ，１５ｂは、金属板１１がアルミニウムの場合、外側パイプ１３はアルミニウムを使用したときに処理される。
【００２１】
図２は、加熱・冷却用熱盤を利用した加熱装置を示している。図２を参照して、金属板１１の一面１１ａ（アルマイト被膜１５ａを含む）上には、発熱板２１が設けられている。この発熱板２１の反対面には押え板３１が設けられている。
【００２２】
金属板１１と押え板３１との間では発熱板２１が図示しない複数のボルトによって狭持されている。また、アルマイト被膜１５ｂを有する金属板１１の裏面は、被加熱物もしくは被冷却物を載せて加熱・冷却を行うためのフェース面となる。
【００２３】
このような加熱装置は、特開平９-１３４７７６号公報に記載されている半導体、液晶パネルのベーキング処理、及び成膜工程におけるウエハ及び基板の焼成に適用するものである。
【００２４】
なお、発熱板２１は金属板内にシーズヒータを鋳込み形成したものや、マイカ基板に発熱線を巻着したものを複数枚のマイカ板間に挟み込んだものなどが用いられている。
【００２５】
次に、加熱・冷却用熱盤１０の製造方法を図３及び図４をも参照して説明する。図３に示すように、金属板１１の一面１１ａに溝部１２を形成するとともに溝部１２の両側で溝部１２に沿って一面１１ａ上に突出させた突条部１１ｂとを形成する。
【００２６】
さらに、溝部１２の内壁面に外周面が当接し内部に流体を流すよう金属材料によって作られている内側パイプ１４及び外側パイプ１３を溝部１２に設ける。そして、図４に示すように、外側パイプ１３には、突条部１１ｂ，内側パイプ１４及び外側パイプ１３をプレス機４１によってプレスすることによって、突条部１１ｂを少し潰し外側パイプ１３の外周面の軸方向における一部分を一面１１ａに露出させた露出部１３ａを形成する。
【００２７】
この時、突条部１１ｂ及び露出部１３ａが一面１１ａよりも少し上方の位置となるようプレスによって内側パイプ１４及び外側パイプ１３を溝部１２へ圧入する。その後、露出部１３ａの露出面が一面１１ａと同一な面とするように一面１１ａ全体を均一面となるまで切削加工する。この際、切削加工によって露出部１３ａを除く外側パイプ１４の肉厚寸法よりも露出部１３ａの肉厚寸法が薄い寸法となるようにかつ切削後の一面１１ａと同一な面になるまで切削する。露出部１３ａの露出面が金属板１１の一面１１ａと同一な面に形成されている金属板１１の一面１１ａには、図２に示した発熱板２１を当接させた状態で金属板１１及び発熱板２１を相互に固定することによって一体とする。
【００２８】
図４に寸法を示したように、切削前における金属板１１の板厚寸法ｔ５からｔ４まで切削される。このとき、突出している露出部１３ａ及び突出部１１ｂも切削される。さらに、金属板１１の裏面（フェース面）もｔ３の寸法が切削される。
【００２９】
図１に示した切削加工された後の一面１１ａ全体及び裏面（フェース面）には、アルマイト被膜１５ａ，１５ｂを施すと図１に示した加熱・冷却用熱盤１０が完成する。
【００３０】
図５は、加熱・冷却装置の応用例を要部で示している。なお、図５に示した加熱・冷却装置では、図１に示した加熱・冷却用熱盤１０の外側パイプ１３と内側パイプ１４とが断面偏平パイプ形状をなしている以外は同じ構成であるため、同じ部分には同じ符号を付して説明を省略する。
【００３１】
この加熱・冷却装置は、発熱板２１と金属板２５とを有している。この金属板２５の一面２５ａに形成されているヒータ溝部２８には、シーズヒータ５１が圧入されている。シーズヒータ５１は、ヒータ溝部２８の両側に形成されている突出部２５ｂを加締めることによって固定されている。露出部１３ａの露出面が金属板１１の一面１１ａと同一な面に形成されている金属板１１の一面１１ａには、発熱板２１を当接させて相互に固定することによって一体となっている。
【００３２】
【発明の効果】
以上、実施の形態例によって説明したように、本発明の加熱・冷却装置及びその製造方法によれば、パイプ要素を２重パイプとして、その外側パイプの露出部の肉厚寸法が露出部を除く外側パイプの肉厚寸法よりも薄い寸法でありかつ露出部の露出面が一面と同一な面に形成されているので、金属板の一面が平坦になるとともに、露出部が薄い肉厚寸法となるため、一面を接合面としたときに、密着性がよくなり、熱応答性や熱伝導性に優れた構成となる。
【００３３】
また、内側パイプは、露出部を切削加工しても肉厚寸法が変化しないため、耐圧性能に優れた加熱・冷却装置を提供できる。
【００３４】
また、金属板と外側パイプとを同一に金属材料とすることによって、切削による平坦出しができ、密着性に優れたものとなる。特に、外側パイプをアルミニウム材料とした場合には、アルマイト被膜を施すことが可能であり、優れた表面耐食性が得られる。
【００３５】
また、内側パイプに流体の種類に合わせた金属材料を使用することができるので耐食性に対する対応ができる。
【００３６】
さらに、一枚の金属板で加熱や冷却を行うことができ、また面状発熱体による均一な加熱・冷却ができる加熱・冷却装置を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の加熱・冷却装置における加熱・冷却用熱盤の一実施の形態例を要部で示した断面図である。
【図２】  図１に示した加熱・冷却用熱盤を利用した加熱装置を示す斜視図である。
【図３】  図１に示した本発明の加熱・冷却用熱盤の製造工程における途中工程の形態を要部によって示した斜視図である。
【図４】  図３に示した加熱・冷却用熱盤の製造工程における途中工程の形態を要部によって示した断面図である。
【図５】  本発明の加熱・冷却装置の応用例を要部で示した断面図である。
【符号の説明】
１０    加熱・冷却用熱盤
１１，２５    金属板
１１ａ，２５ａ    一面
１１ｂ，２５ｂ    突条部
１２    溝部
１３    外側パイプ
１３ａ    露出部
１４    内側パイプ
１５ａ，１５ｂ    アルマイト被膜
２１    発熱板
２８    ヒータ溝部
３１    押え板
５１    シーズヒータ
【図１】
0003651341.tif 000002
【図２】
0003651341.tif 000003
【図３】
0003651341.tif 000004
【図４】
0003651341.tif 000005
【図５】
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