(57)【要約】【課題】容器の製造公差あるいは装置の組み付け誤差に関わらず、容器と温調部との密着度を均一にする。【解決手段】温度調整機構は、第一被支持部が固定された温調部１と、第二支持部が固定された支持部２と、第一方向において前記第一被支持部を支持する第一支持部と、第二方向において前記第二支持部に支持される第二被支持部と、が固定された枠部材３と、を備え、前記第一被支持部は、前記第一支持部に対して第三方向に移動可能で、前記第三方向の一方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動不能となり、前記第三方向の他方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動可能となり、前記第二被支持部は、前記第二支持部に対して前記第三方向に移動可能で、前記第三方向の一方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動不能となり、前記第三方向の他方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
温調対象物との接触面を有し、第一被支持部が固定された温調部と、
第二支持部が固定された支持部と、
第一方向において前記第一被支持部を支持する第一支持部と、前記第一方向と垂直な第二方向において前記第二支持部に支持される第二被支持部と、が固定された枠部材と、
を備え、
前記支持部は、前記第二支持部と前記第二被支持部とを係合させ、前記枠部材を上側から支持し、
前記枠部材は、前記第一支持部と前記第一被支持部とを係合させ、前記接触面を下側に向けて前記温調部を支持し、
前記第一被支持部は、前記第一支持部に対して前記第一方向と前記第二方向に垂直な第三方向に移動可能で、
前記第三方向の一方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動不能となり、
前記第三方向の他方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動可能となり、
前記第二被支持部は、前記第二支持部に対して前記第三方向に移動可能で、
前記第三方向の一方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動不能となり、
前記第三方向の他方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動可能となる、
温度調整機構。
【請求項２】
前記温調部を前記枠部材に対して前記第三方向の一方に移動させることで、前記温調部は前記枠部材を前記支持部に対して前記第三方向の一方に移動させ、
前記温調部を前記枠部材に対して前記第三方向の他方に移動させることで、前記温調部は前記枠部材を前記支持部に対して前記第三方向の他方に移動させる、
請求項１に記載の温度調整機構。
【請求項３】
前記第三方向を鉛直方向とすることで、前記温調部が前記枠部材に対して前記第三方向の一方に移動し、前記枠部材が前記支持部に対して前記第三方向の一方に移動する、
請求項１または請求項２に記載の温度調整機構。
【請求項４】
前記第一被支持部を通過する前記第一方向の直線と、前記第二支持部を通過する前記第二方向の直線との交点は、前記温調部の重心を通過する、
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の温度調整機構。
【請求項５】
前記第一支持部は、第一ピンと、前記第三方向の他方に開口する第一切り欠き部と、を有し、
前記第一被支持部は、前記第一ピンと係合する前記第三方向の延びる第一長穴溝と、前記第一切り欠き部と係合する第一ロックピンと、を有する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度調整機構。
【請求項６】
前記第一支持部は、前記第三方向の延びる第一長穴溝と、前記第三方向の他方に開口する第一切り欠き部と、を有し、
前記第一被支持部は、前記第一長穴溝と係合する第一ピンと、前記第一切り欠き部と係合する第一ロックピンと、を有する、
請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の温度調整機構。
【請求項７】
前記第二支持部は、第二ピンと第二ロックピンとを有し、
前記第二被支持部は、前記第二ピンと係合する前記第三方向の延びる第二長穴溝と、前記第二ロックピンと係合する前記第三方向の一方に開口する第二切り欠き部と、を有する、
請求項５または請求項６に記載の温度調整機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度調整機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
化学測定あるいは生化学測定においては、一定温度条件の下に測定を行うことが頻繁に要求される。また、ＰＣＲ(Polymerase Chain Reaction)などの遺伝子増幅においては、ある一定温度条件を高い精度で繰り返し維持することが要求される。試薬やサンプルなどの入った容器を、温度調整機能を有する温調部を用いて温調（温度調整）する場合、正確かつ精度の高い温調を実施するためには、容器と温調部との密着が非常に重要である。
【０００３】
空気は非常に優秀な断熱材であるため、容器と温調部との間に隙間があると、隙間に空気が入り込み、容器と温調部との熱伝達率が急激に低下する。その結果、静的あるいは動的な温度のバラツキが発生する。さらに、温調部側において、容器との接触が不良の箇所にはホットスポットが生じる。ホットスポットは、温調素子として多用されるペルチェ素子の故障原因となることがある。これらの現象を防ぐため、容器と温調部とを備える装置を組み付ける時に、容器と温調部との接触面積を最大化して、容器と温調部との熱伝達率を良くする調整がなされている。
【０００４】
しかしながら、容器の製造公差あるいは装置の部品公差及び組み付け誤差により、容器と温調部との密着度に不均一性が発生し、温調の静的あるいは動的特性の機器間差、実験間差、容器のロット間差などが生じる場合がある。
【０００５】
また、一般に温調対象物は液体であることが多く、特に水溶液の場合は高い比熱を持つことから、温調対象物が温まりにくく、冷えにくい特徴を持つことがある。このため、容器と温調部との密着度に不均一性が発生すると、温調部に近い側と遠い側では動的あるいは静的な温度状態が大きく異なることがあり、正確な温調が実施できないことがある。
【０００６】
特許文献１および特許文献２には、容器を上下２方向からヒートブロックで挟み込み、上下２方向から温調を実施する装置が記載されている。２方向からの温調を実施することにより、１方向から温調を実施する場合と比較して、温度差の発生を最小にすることができる。
【０００７】
特許文献３には、反応槽を含むプレートをヒートブロックに押し付けることにより熱伝達を向上させ、熱源に対する反応液の追随性を向上させる装置が記載されている。
【０００８】
特許文献４には、圧力分布を再配分・再配向するために、媒体としてガス、液体、またはゲルを用いることにより、ヒートブロックへの押し付け力を均一にする装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３６８６９１７号公報
【特許文献２】特許第５８３１４９０号公報
【特許文献３】米国特許第５４７５６１０号明細書
【特許文献４】特許第５１７３４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しがしながら、これらの装置はいずれも、容器と温調部との密着度の不均一性を解消するものではなかった。
【００１１】
上記事情を踏まえ、本発明は、容器の製造公差あるいは装置の組み付け誤差に関わらず、容器と温調部との接触面積を最大化し、容器と温調部との密着度を均一にすることができる温度調整機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、この発明は以下の手段を提案している。
本発明の温度調整機構は、温調対象物との接触面を有し、第一被支持部が固定された温調部と、第二支持部が固定された支持部と、第一方向において前記第一被支持部を支持する第一支持部と、前記第一方向と垂直な第二方向において前記第二支持部に支持される第二被支持部と、が固定された枠部材と、を備え、前記支持部は、前記第二支持部と前記第二被支持部とを係合させ、前記枠部材を上側から支持し、前記枠部材は、前記第一支持部と前記第一被支持部とを係合させ、前記接触面を下側に向けて前記温調部を支持し、前記第一被支持部は、前記第一支持部に対して前記第一方向と前記第二方向に垂直な第三方向に移動可能で、前記第三方向の一方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動不能となり、前記第三方向の他方に移動させることで、前記第一方向を中心に回動可能となり、前記第二被支持部は、前記第二支持部に対して前記第三方向に移動可能で、前記第三方向の一方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動不能となり、前記第三方向の他方に移動させることで、前記第二方向を中心に回動可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の温度調整機構によれば、容器の製造公差あるいは装置の組み付け誤差に関わらず、容器と温調部との接触面積を最大化し、容器と温調部との密着度を均一にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一実施形態に係る温度調整機構を備えた温度調整装置の斜視図である。
【図２】同温度調整機構の下側温調部の斜視図である。
【図３】温調対象物を設置した同温度調整機構の下側温調部の斜視図である。
【図４】同温度調整機構の分解図である。
【図５】同温度調整機構の上側ヒートシンクの斜視図である。
【図６】同温度調整機構の枠部材の斜視図である。
【図７】同枠部材と他の部材との係合を説明する図である。
【図８】温調対象物の上部に配置された同温度調整機構の斜視図である。
【図９】図８に示す温度調整機構の構成要素の係合を示す断面図である。
【図１０】図９に示す枠部材等の断面図である。
【図１１】温調対象物に接触した同温度調整機構の斜視図である。
【図１２】図１１に示す温度調整機構の構成要素の係合を示す断面図である。
【図１３】図１２に示す枠部材等の断面図である。
【図１４】同温度調整機構の第二支持部と第二被支持部の変形例を示す図である。
【図１５】同温度調整機構の第二支持部と第二被支持部の変形例を示す図である。
【図１６】本発明の第二実施形態に係る温度調整機構を備えた温度調整装置の斜視図である。
【図１７】同温度調整機構の分解図である。
【図１８】同温度調整機構の枠部材の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第一実施形態）
本発明の第一実施形態について、図１から図１３を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係る温度調整機構１００を備えた温度調整装置２００の斜視図である。
【００１６】
温度調整機構１００は、上側温調部１と、支持部２と、枠部材３と、を備えている。
温度調整装置２００は、図１に示すように、上側温調部１を有する温度調整機構１００と、下側温調部４と、を備えている。
【００１７】
温調対象物Ｔは、上側温調部１と下側温調部４との間に挟まれる。これによって温調対象物Ｔは上下の２面から加温・冷却が実施されるため、１方向から温調を実施する場合と比較して、効率的に温調対象物Ｔを加温・冷却することができる。
【００１８】
[下側温調部４]
図２は、下側温調部４の斜視図である。図３は、温調対象物Ｔを設置した下側温調部４の斜視図である。
下側温調部４は、図２に示すように、下側温調素子４１と、下側ヒートシンク４２と、下側ヒートスプレッダ４３と、を備える。下側ヒートシンク４２の上に、下側温調素子４１と下側ヒートスプレッダ４３とが順に重ねて設置されている。
【００１９】
下側温調素子４１は、ペルチェ素子（熱電素子）であり、温調対象物Ｔ側の第１の面と、下側ヒートシンク側の第２の面と、を有する。下側温調素子の第１の面は、下側ヒートスプレッダ４３を介して温調対象物Ｔに面接触する。
【００２０】
下側ヒートシンク４２は、下側温調素子４１の第２の面に取り付けられた放熱部材であり、フィン４２ｆを有する。ペルチェ素子は機能的にヒートポンプであり、その性能は、温調対象物Ｔと接しない第２の面の温度と密接に関係する。ペルチェ素子を駆動すると、一般に、ペルチェ素子の両面に望まない温度差が生じる。温度差が大き過ぎると、熱を汲み上げて温調対象物Ｔを温度調整することが難しくなる。このため、温調対象物Ｔと接しない第２の面にフィン４２ｆからなる空冷式の下側ヒートシンク４２を設置して、ペルチェ素子の両面の温度差の拡大を抑えている。
【００２１】
下側ヒートスプレッダ４３は、下側温調素子４１の第１の面に取り付けられた熱伝達効率が高い板状部材である。下側ヒートスプレッダ４３は、上側に設けられた平面の接触面４３ａを温調対象物Ｔに広く面接触させ、温調対象物Ｔの温度分布の偏差を低減させる。
【００２２】
[上側温調部１]
図４は、温度調整機構１００の分解図である。
上側温調部（温調部）１は、図４に示すように、上側温調素子１１と、上側ヒートシンク１２と、上側ヒートスプレッダ１３と、を備える。上側ヒートシンク１２の下に、上側温調素子１１と上側ヒートスプレッダ１３とが順に重ねて設置されている。
【００２３】
上側温調素子１１は、下側温調素子４１同様、ペルチェ素子（熱電素子）であり、温調対象物Ｔ側の第１の面１１ａと、上側側ヒートシンク側の第２の面１１ｂと、を有する。上側温調素子１１の第１の面１１ａは、上側ヒートスプレッダ１３を介して温調対象物Ｔに面接触する。
【００２４】
図５は、上側ヒートシンク１２の斜視図である。
上側ヒートシンク１２は、上側温調素子１１の第２の面１１ｂに取り付けられた放熱部材であり、フィン１２ｆを有する。複数のフィン１２ｆは、図５に示すように、板状の上側ヒートシンク本体１２ｂの上面１２ａに、等間隔で立設している。上側ヒートシンク本体１２ｂの下面は、上側温調素子１１の第２の面１１ｂと面接触している。上側ヒートシンク１２は、下側ヒートシンク４２と同様の機能を有する。
【００２５】
上側ヒートスプレッダ１３は、図４に示すように、上側温調素子１１の第１の面１１ａに取り付けられた熱伝達効率が高い板状部材である。上側ヒートスプレッダ１３は、下側に設けられた平面の接触面１３ａを温調対象物Ｔに広く面接触させ、温調対象物Ｔの温度分布の偏差を低減させる。
【００２６】
上側ヒートシンク１２は枠部材３の対向する側板に支持される一対の第一被支持部１４を有している。
一対の第一被支持部１４は、上側ヒートシンク本体１２ｂを挟む両側面にそれぞれ取り付けられている。第一被支持部１４は、図４に示すように、第一長穴溝１４ａと、第一ロックピン１４ｒと、によって構成されている。
【００２７】
第一長穴溝１４ａは、上側ヒートシンク本体１２ｂを挟む両側面に形成された上下方向に延びる溝である。一対の第一長穴溝１４ａの溝の深さ方向は同一直線上の配置される（当該直線をＡ１とする）。ここで、直線Ａ１は、上側温調部１の重心を通っていることが望ましいが、必ずしも重心を通っている必要はない。
【００２８】
第一ロックピン１４ｒは、上側ヒートシンク本体１２ｂに固定されている。第一ロックピン１４ｒは、第一長穴溝１４ａと比較して、上側ヒートシンク本体１２ｂの上面１２ａに近い位置に配置される。第一ロックピン１４ｒの一部は、上側ヒートシンク本体１２ｂの側面から外側に突出している。一対の第一ロックピン１４ｒの軸線は同一直線上の配置される（当該直線をＡ１´とする）。直線Ａ１´は、直線Ａ１と略平行である。
【００２９】
[支持部２]
支持部２は、枠部材３を支持する部材であり、図４に示すように、枠部材３の対向する側板の外側に位置する一対の支持部本体２１と、支持部本体２１それぞれに取り付けられた一対の第二支持部２２と、を有する。支持部２は、一対の支持部本体２１が昇降機構に支持されており、昇降機構の上下動作により、枠部材３を上下方向に移動させる。
【００３０】
第二支持部２２は、図４に示すように、第二ベアリングピン２２ｐと、第二ベアリング２２ｂと、第二ロックピン２２ｒと、によって構成されている。
【００３１】
第二ベアリングピン（第二ピン）２２ｐは、第二ベアリング２２ｂと螺合することで、支持部本体２１に固定されている。第二ベアリングピン２２ｐの一部は、支持部本体２１から一対の支持部本体２１が向かい合う方向に突出している。一対の第二ベアリングピン２２ｐの軸線は同一直線上の配置される（当該直線をＡ２とする）。
【００３２】
なお、第二ベアリングピン２２ｐが支持部本体２１に固定される態様は、上記の態様に限られない。第二ベアリングピン２２ｐが直接、支持部本体２１に固定されていてもよい。そのため、第二ベアリング２２ｂは、第二支持部２２の必須の構成要素ではない。
【００３３】
第二ロックピン２２ｒは、支持部本体２１に固定されている。第二ロックピン２２ｒは、第二ベアリングピン２２ｐと比較して、下側に配置される。第二ロックピン２２ｒの一部は、支持部本体２１から一対の支持部本体２１が向かい合う方向に突出している。一対の第二ロックピン２２ｒの軸線は同一直線上の配置される（当該直線をＡ２´とする）。直線Ａ２´は、直線Ａ２と略平行である。
【００３４】
[枠部材３]
図６は、枠部材３の斜視図である。
枠部材３は、四本の長尺の側板で構成された四角形の枠状部材であり、上側ヒートシンク１２の一対の第一被支持部１４を支持する一対の第一支持部３１と、支持部２の一対の第二支持部２２に支持される一対の第二被支持部３２と、を有する。枠部材３の四本の側板は、図４に示すように、上側ヒートシンク本体１２ｂの四側面をそれぞれ取り囲むように配置される。
【００３５】
一対の第一支持部３１は、図６に示すように、枠部材３の対向する側板にそれぞれ設けられている。一対の第一支持部３１が配置された方向を「第一方向」という。第一支持部３１は、第一ベアリングピン３１ｐと、第一ベアリング３１ｂと、第一切り欠き部３１ｃと、を有する。
【００３６】
一対の第二被支持部３２は、図６に示すように、枠部材３の第一支持部３１が設けられていない対向する側板にそれぞれ設けられている。一対の第二被支持部３２が配置された方向を「第二方向」という。第二被支持部３２は、第二長穴溝３２ａと、第二切り欠き部３２ｃと、を有する。
【００３７】
ここで、第一方向と第二方向は直交している。また、一対の第一ベアリングピン３１ｐを結ぶ第一方向の直線Ａ２と、一対の第二長穴溝３２ａを結ぶ第二方向の直線は、枠部材３の重心を通過していることが望ましいが、必ずしも重心を通っている必要はない。
以降の説明において、第一方向と第二方向とに垂直な方向を「第三方向」という。
【００３８】
第一ベアリングピン（第一ピン）３１ｐは、第一ベアリング３１ｂと螺合することで、枠部材３に固定されている。第一ベアリングピン３１ｐの一部は、枠部材３の側面から枠部材３内側に突出している。第一ベアリングピン３１ｐの軸線は第一方向と一致している。
【００３９】
なお、第一ベアリングピン３１ｐが枠部材３に固定される態様は、上記の態様に限られない。第一ベアリングピン３１ｐが直接、枠部材３に固定されていてもよい。そのため、第一ベアリング３１ｂは、第一支持部３１の必須の構成要素ではない。
【００４０】
第一切り欠き部３１ｃは、第一ロックピン１４ｒと係合する凹部であって、図６に示すように、第三方向の上側（他方）に開口している。
【００４１】
第二長穴溝３２ａは、第二ベアリングピン２２ｐと係合する第三方向に延びる溝であって、図６に示すように、第二方向を深さ方向とする溝である。
【００４２】
第二切り欠き部３２ｃは、第二ロックピン２２ｒと係合する凹部であって、図６に示すように、第三方向の下側（一方）に開口している。
【００４３】
[温度調整機構１００]
図７は枠部材３と他の部材との係合を説明する図である。
直線Ａ１上に配置された一対の第一長穴溝１４ａは、直線Ａ１を第一方向に一致させ、第一方向を軸線方向とする一対の第一ベアリングピン３１ｐと係合する。すなわち、一対の第一長穴溝１４ａは、第一方向において一対の第一ベアリングピン３１ｐと係合する。
【００４４】
直線Ａ１´上に軸線を有する一対の第一ロックピン１４ｒは、直線Ａ１´を第一方向に一致させ、第一方向において一対の第一切り欠き部３１ｃと係合可能である。
【００４５】
すなわち、第一被支持部１４は第一支持部３１と第一方向において係合して支持されている。また、一対の第一長穴溝１４ａは第三方向に延びており、一対の第一切り欠き部３１ｃは、第三方向の上側（他方）に開口する。そのため、第一被支持部１４は、第一支持部３１に対して第三方向に移動することができる。
【００４６】
直線Ａ２上に軸線を有する一対の第二ベアリングピン２２ｐは、図７に示すように、直線Ａ２を第二方向に一致させ、第二方向を深さ方向とする一対の第二長穴溝３２ａと係合する。すなわち、一対の第二ベアリングピン２２ｐは、第二方向において一対の第二長穴溝３２ａと係合する。
【００４７】
直線Ａ２´上に軸線を有する一対の第二ロックピン２２ｒは、直線Ａ２´を第二方向に一致させ、第二方向において一対の第二切り欠き部３２ｃと係合可能である。
【００４８】
すなわち、第二被支持部３２は第二支持部２２と第二方向において係合して支持されている。また、一対の第二長穴溝３２ａは第三方向に延びており、一対の第二切り欠き部３２ｃは、第三方向の下側（一方）に開口する。そのため、第二被支持部３２は、第二支持部２２に対して第三方向に移動することができる。
【００４９】
支持部２は、第二支持部２２と第二被支持部３２のみを係合させ、枠部材３を上側から支持している。
枠部材３は、第一被支持部１４と第一支持部３１のみを係合させ、接触面１３ａを下側に向けて上側温調部１を支持している。
【００５０】
ここで、直線Ａ２は上側温調部１の重心を通っていることが望ましい。上述したように、直線Ａ１も上側温調部１の重心を通っていることが望ましいが、必ずしも重心を通っている必要はない。直線Ａ１およびＡ２が重心を通っている場合、支持部２は、枠部材３を介して、上側温調部１を水平方向のバランスを保って支持しやすい。
【００５１】
[温度調整機構１００の動作]
次に、温度調整機構１００の動作について説明する。
【００５２】
図８は、温調対象物Ｔの上部に配置された温度調整機構１００の斜視図である。
まず、温度調整機構１００は、図８に示すように、第三方向が鉛直方向になるように、温調対象物Ｔを設置した下側温調部４の上に間隔をあけて配置される。上側ヒートスプレッダ１３の接触面１３ａは、温調対象物Ｔに接触していない。
【００５３】
図９は、図８に示す温度調整機構１００の構成要素の係合を示す断面図である。図９（ａ）は、枠部材３と支持部２との係合を示す第一方向の断面図である。図９（ｂ）は、枠部材３と上側温調部１の係合を示す第二方向の断面図である。
図１０（ａ）は、図９（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。図１０（ｂ）は、図９（ｂ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【００５４】
図９（ａ）（ｂ）に示すように、上側温調部１は自重により、枠部材３に対して第三方向の下側（一方）に移動する。その結果、上側温調部１は枠部材３を支持部２に対して前記第三方向の下側（一方）に移動させる。
【００５５】
図９（ｂ）に示すように、上側温調部１に固定された第一被支持部１４は、枠部材３に固定された第一支持部３１に対して第三方向の下側（一方）に移動し、第一ロックピン１４ｒと第一切り欠き部３１ｃとが係合する。その結果、図１０（ｂ）に示すように、第一被支持部１４は第一支持部３１に対して第一方向を中心に回動不能となる。
【００５６】
図９（ａ）に示すように、枠部材３に固定された第二被支持部３２は、支持部２に固定された第二支持部２２に対して第三方向の下側（一方）に移動し、第二ロックピン２２ｒと第二切り欠き部３２ｃとが係合する。その結果、図１０（ａ）に示すように、第二被支持部３２は第二支持部２２に対して第二方向を中心に回動不能となる。
【００５７】
この結果、上側温調部１は、支持部２に対して第一方向および第二方向に対して回動不能となる。第一方向と第二方向とは垂直に交わるため、上側ヒートスプレッダ１３の接触面１３ａは、法線角度を変更できないように固定される。
【００５８】
次に、昇降機構により支持部２を下側に移動させ、上側ヒートスプレッダ１３の接触面１３ａを温調対象物Ｔに接触させる。
【００５９】
図１１は、温調対象物Ｔに接触した温度調整機構１００の斜視図である。
図１２は、図１１に示す温度調整機構１００の構成要素の係合を示す断面図である。図１２（ａ）は、枠部材３と支持部２との係合を示す第一方向の断面図である。図１２（ｂ）は、枠部材３と上側温調部１の係合を示す第二方向の断面図である。
図１３（ａ）は、図１２（ａ）のＡ−Ａ断面の断面図である。図１３（ｂ）は、図１２（ｂ）のＢ−Ｂ断面の断面図である。
【００６０】
図１２（ａ）（ｂ）に示すように、温調対象物Ｔに接触した上側温調部１は、枠部材３に対して第三方向の上側（他方）に移動する。その結果、上側温調部１は枠部材３を支持部２に対して第三方向の上側（他方）に移動させる。
【００６１】
図１２（ｂ）に示すように、上側温調部１に固定された第一被支持部１４は、枠部材３に固定された第一支持部３１に対して第三方向の上側（他方）に移動し、第一ロックピン１４ｒと第一切り欠き部３１ｃとが係合しなくなる。その結果、図１３（ｂ）に示すように、第一被支持部１４は第一支持部３１に対して第一方向を中心に回動可能となる。
【００６２】
図１２（ａ）に示すように、枠部材３に固定された第二被支持部３２は、支持部２に固定された第二支持部２２に対して第三方向の上側（他方）に移動し、第二ロックピン２２ｒと第二切り欠き部３２ｃとが係合しなくなる。その結果、図１３（ａ）に示すように、第二被支持部３２は第二支持部２２に対して第二方向を中心に回動可能となる。
【００６３】
この結果、温調対象物Ｔに接触した上側温調部１は、第一方向および第二方向を軸として回動可能となる。第一方向と第二方向とは垂直に交わるため、上側温調部１の上側ヒートスプレッダ１３の接触面１３ａは、法線角度を第一方向と第二方向とを回転軸として変更自在である。そのため、温調対象物Ｔの製造公差あるいは装置の組み付け誤差があった場合であっても、温調対象物Ｔの接触面に合わせて、接触面１３ａの法線角度を変更して、温調対象物Ｔと上側温調部との密着度を均一にすることができる。
【００６４】
昇降機構により支持部２を上側に移動させると、第一被支持部１４は第一支持部３１に対して第一方向を中心に回動不能となり、第二被支持部３２は第二支持部２２に対して第二方向を中心に回動不能となる。その結果、上側温調部１は回動不能に支持される。
【００６５】
（第一実施形態の効果）
本実施形態の温度調整機構１００によれば、温調対象物Ｔの製造公差あるいは装置の組み付け誤差に関わらず、温調対象物Ｔと上側温調部１の接触面１３ａとの接触面積を最大化して、温調対象物Ｔと上側温調部との密着度を均一にすることができる。
本実施形態の温度調整機構１００によれば、温調対象物Ｔと接触するまでは、上側温調部１は回動不能に支持されている。そのため、上側温調部１の接触面１３ａを温調対象物Ｔと接触させるまでに、上側温調部１が意図しない方向に回動して、上側温調部１が破損してしまうことを防止することができる。
【００６６】
本実施形態の温度調整機構１００によれば、直線Ａ１および直線Ａ２が上側温調部１の重心を通っていない場合であっても、温調対象物Ｔと接触していない状態において、上側温調部１が回動不能に支持されている。そのため、温調対象物Ｔと接触していない状態では、上側温調部１の接触面１３ａを、温調対象物Ｔの接触面に対して平行に支持することができる。一方、温調対象物Ｔと接触している状態では、上側温調部１が回動可能に支持され、温調対象物Ｔと上側温調部１の接触面１３ａとの接触面積を最大化して、温調対象物Ｔと上側温調部１との密着度を均一にすることができる。
【００６７】
以上、本発明の第一実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第一実施形態および以下で示す変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【００６８】
（変形例１）
例えば、上記実施形態では、第一支持部３１や第二支持部２２はそれぞれ一対に構成されていたが、第一支持部や第二支持部の構成はこれに限定されない。例えば、第一支持部が一個で第一被支持部１４を支持できる場合は、第一支持部３１は一対でなくてもよい。第二支持部についても同様である。
【００６９】
（変形例２）
例えば、上記実施形態では、第一支持部３１が第一ベアリングピン３１ｐを有し、第一被支持部１４が第一長穴溝１４ａを有し、第一ベアリングピン３１ｐと第一長穴溝１４ａとが、第三方向に対して相対移動可能に係合していたが、第一支持部３１と第一被支持部１４との係合の態様はこれに限定されない。第一支持部が第一長穴溝を有し、第一被支持部が第一ベアリングピンを有し、第一ベアリングピンと第一長穴溝とが、第三方向に対して相対移動可能に係合していてもよい。
【００７０】
（変形例３）
例えば、上記実施形態では、第二支持部２２と第二被支持部３２とは、第二ベアリングピン２２ｐと、第二ロックピン２２ｒと、第二長穴溝３２ａと、第二切り欠き部３２ｃと、で構成されていたが、第二支持部と第二被支持部の構成はこれに限定されない。
【００７１】
図１４は第二支持部２２の変形例である第二支持部２２Ｂと、第二被支持部３２の変形例である第二被支持部３２Ｂを示す図である。第二支持部２２Ｂは、第三方向に凸部を有しており、第二被支持部３２Ｂは、第三方向に凸部と係合する凹部を有している。
図１４（ａ）に示すように、第二被支持部３２Ｂが第二支持部２２Ｂに対して第三方向の下側（一方）に移動することで、凸部と凹部とが係合する。その結果、第二被支持部３２Ｂは第二支持部２２Ｂに対して第二方向を中心に回動不能となる。
図１４（ｂ）に示すように、第二被支持部３２Ｂが第二支持部２２Ｂに対して第三方向の上側（他方）に移動することで、凸部と凹部とが係合しなくなる。その結果、第二被支持部３２Ｂは第二支持部２２Ｂに対して第二方向を中心に回動可能となる。
【００７２】
図１５は第二支持部２２の変形例である第二支持部２２Ｃと、第二被支持部３２の変形例である第二被支持部３２Ｃを示す図である。第二支持部２２Ｃは、断面が第三方向に長軸を有する楕円形であるベアリングピンであり、第二被支持部３２Ｃは、第三方向の上側（他方）から下側（一方）に向かって広がる略扇形形状の溝である。
図１５（ａ）に示すように、第二被支持部３２Ｃが第二支持部２２Ｃに対して第三方向の下側（一方）に移動することで、第二支持部２２Ｃと第二被支持部３２Ｃの幅が細い部分とが係合する。その結果、第二被支持部３２Ｃは第二支持部２２Ｃに対して第二方向を中心に回動不能となる。
図１５（ｂ）に示すように、第二被支持部３２Ｃが第二支持部２２Ｃに対して第三方向の上側（他方）に移動することで、第二支持部２２Ｃと第二被支持部３２Ｃとが係合しなくなる。その結果、第二被支持部３２Ｃは第二支持部２２Ｃに対して第二方向を中心に回動可能となる。
第一支持部と第一被支持部についても同様である。
【００７３】
（第二実施形態）
本発明の第二実施形態について、図１６から図１８を参照して説明する。以降の説明において、既に説明したものと共通する構成については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。本実施形態に係る温度調整機構１００Ｂ、第一実施形態と比較して、第一支持部と第一被支持部との係合の態様が異なっている。
【００７４】
図１６は、本実施形態に係る温度調整機構１００Ｂを備えた温度調整装置２００Ｂの斜視図である。
【００７５】
温度調整機構１００Ｂは、図１６に示すように、上側温調部１Ｂと、支持部２と、枠部材３Ｂと、を備えている。
温度調整装置２００Ｂは、図１６に示すように、上側温調部１Ｂを有する温度調整機構１００Ｂと、下側温調部４と、を備えている。温調対象物Ｔは、第一実施形態同様、図１６に示すように、上側温調部１Ｂと下側温調部４との間に挟まれる。
【００７６】
[上側温調部１Ｂ]
図１７は、温度調整機構１００Ｂの分解図である。
上側温調部（温調部）１Ｂは、図１７に示すように、三個の上側温調素子１１と、上側ヒートシンク１２Ｂと、上側ヒートスプレッダ１３Ｂと、を備える。上側ヒートシンク１２Ｂの下に、上側温調素子１１と上側ヒートスプレッダ１３Ｂとが順に重ねて設置されている。
【００７７】
上側ヒートシンク１２Ｂは、上側温調素子１１の第２の面１１ｂに取り付けられた放熱部材であり、フィン１２ｆを有する。複数のフィン１２ｆは、図１７に示すように、円板状の上側ヒートシンク本体１２Ｂｂの上面に、等間隔で立設している。
【００７８】
上側ヒートスプレッダ１３Ｂは、図１７に示すように、上側温調素子の第１の面１１ａに取り付けられた熱伝達効率が高い円板状部材である。上側ヒートスプレッダ１３Ｂは、三個の上側温調素子１１と均等に面接触している。
【００７９】
上側ヒートシンク１２Ｂは枠部材３Ｂに支持される一対の第一被支持部１４Ｂを有している。
一対の第一被支持部１４Ｂは、上側ヒートシンク本体１２Ｂｂを挟む両側部にそれぞれ取り付けられている。第一被支持部１４Ｂは、図１７に示すように、第一ベアリングピン１４ｐと、第一ベアリング１４ｂと、第一ロックピン１４ｒと、によって構成されている。
【００８０】
第一ベアリングピン（第一ピン）１４ｐは、第一ベアリング１４ｂと螺合することで、上側ヒートシンク本体１２Ｂｂに固定されている。第一ベアリングピン１４ｐの一部は、第一被支持部１４Ｂの側面から突出している。一対の第一ベアリングピン１４ｐの軸線は同一直線上の配置される（当該直線をＡ１とする）。ここで、直線Ａ１は、上側温調部１Ｂの重心を通っていることが望ましいが、必ずしも重心を通っている必要はない。
【００８１】
[枠部材３Ｂ]
図１８は、枠部材３Ｂの斜視図である。
枠部材３Ｂは、円筒状の枠状部材であり、上側ヒートシンク１２Ｂの一対の第一被支持部１４Ｂを支持する一対の第一支持部３１Ｂと、支持部２の一対の第二支持部２２に支持される一対の第二被支持部３２と、を有する。
【００８２】
一対の第一支持部３１Ｂおよび一対の第二被支持部３２は、それぞれ枠部材３Ｂの径方向に対向する位置に配置される。一対の第一支持部３１Ｂが配置される第一方向と、一対の第二被支持部３２が配置される第二方向とは、直交する。
【００８３】
第一支持部３１Ｂは、第一長穴溝３１Ｂａと、第一切り欠き部３１ｃと、を有する。
第一長穴溝３１Ｂａは、第一ベアリングピン１４ｐと係合する第三方向に延びる溝である。一対の第一支持部３１Ｂの溝の深さ方向は、第一方向と一致している。
【００８４】
[温度調整機構１００Ｂ]
直線Ａ１上に軸線を有する一対の第一ベアリングピン１４ｐは、直線Ａ１を第一方向に一致させ、第一方向を深さ方向とする一対の第一長穴溝３１Ｂａと係合する。すなわち、一対の第一ベアリングピン１４ｐは、第一方向において一対の第一長穴溝３１Ｂａと係合する。
【００８５】
枠部材３Ｂは、第一被支持部１４Ｂと第一支持部３１Ｂのみを係合させ、接触面１３ａを下側に向けて上側温調部１を支持している。
【００８６】
[温度調整機構１００Ｂの動作]
次に、温度調整機構１００Ｂの動作について説明する。
まず、温度調整機構１００Ｂは、第三方向が鉛直方向になるように、温調対象物Ｔを設置した下側温調部４の上に間隔をあけて配置される。上側温調部１Ｂに固定された第一被支持部１４Ｂは、枠部材３Ｂに固定された第一支持部３１Ｂに対して第三方向の下側（一方）に移動し、第一ロックピン１４ｒと第一切り欠き部３１ｃとが係合する。その結果、第一被支持部１４Ｂは第一支持部３１Ｂに対して第一方向を中心に回動不能となる。
【００８７】
次に、昇降機構により支持部２を下側に移動させ、上側ヒートスプレッダ１３Ｂの接触面１３ａを温調対象物Ｔに接触させる。上側温調部１Ｂに固定された第一被支持部１４Ｂは、枠部材３Ｂに固定された第一支持部３１Ｂに対して第三方向の上側（他方）に移動し、第一ロックピン１４ｒと第一切り欠き部３１ｃとが係合しなくなる。その結果、第一被支持部１４Ｂは第一支持部３１Ｂに対して第一方向を中心に回動可能となる。
【００８８】
（第二実施形態の効果）
本実施形態の温度調整機構１００Ｂによれば、温調対象物Ｔの製造公差あるいは装置の組み付け誤差に関わらず、温調対象物Ｔと上側温調部１Ｂの接触面１３ａとの接触面積を最大化して、温調対象物Ｔと上側温調部との密着度を均一にすることができる。
本実施形態の温度調整機構１００Ｂによれば、温調対象物Ｔと接触するまでは、上側温調部１Ｂは回動不能に支持されている。そのため、上側温調部１Ｂの接触面１３ａを温調対象物Ｔと接触させるまでに、上側温調部１Ｂが意図しない方向に回動して、上側温調部１Ｂが破損してしまうことを防止することができる。
【００８９】
本実施形態の温度調整機構１００Ｂによれば、直線Ａ１および直線Ａ２が上側温調部１Ｂの重心を通っていない場合であっても、温調対象物Ｔと接触していない状態において、上側温調部１Ｂが回動不能に支持されている。そのため、温調対象物Ｔと接触していない状態では、上側温調部１Ｂの接触面１３ａを、温調対象物Ｔの接触面に対して平行に支持することができる。一方、温調対象物Ｔと接触している状態では、上側温調部１Ｂが回動可能に支持され、温調対象物Ｔと上側温調部１Ｂの接触面１３ａとの接触面積を最大化して、温調対象物Ｔと上側温調部１Ｂとの密着度を均一にすることができる。
【００９０】
以上、本発明の第二実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。また、上述の第二実施形態および第一実施形態の変形例において示した構成要素は適宜に組み合わせて構成することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９１】
本発明は、平面の接触面を有する温度調整機構に適用することができる。
【符号の説明】
【００９２】
２００，２００Ｂ  温度調整装置
１００，１００Ｂ  温度調整機構
１，１Ｂ  上側温調部（温調部）
１１      上側温調素子
１１ａ    第１の面
１１ｂ    第２の面
１２，１２Ｂ  上側ヒートシンク
１２ｂ，１２Ｂｂ  上側ヒートシンク本体
１２ｆ    フィン
１３，１３Ｂ  上側ヒートスプレッダ
１３ａ    接触面
１４，１４Ｂ  第一被支持部
１４ａ    第一長穴溝
１４ｒ    第一ロックピン
１４Ｂｂ  第一ベアリング
１４Ｂｐ  第一ベアリングピン（第一ピン）
２        支持部
２１      支持部本体
２２，２２Ｂ，２２Ｃ  第二支持部
２２ｂ    第二ベアリング
２２ｐ    第二ベアリングピン（第二ピン）
２２ｒ    第二ロックピン
３，３Ｂ  枠部材
３１，３１Ｂ  第一支持部
３１ｂ    第一ベアリング
３１ｃ    第一切り欠き部
３１ｐ    第一ベアリングピン（第一ピン）
３１Ｂａ  第一長穴溝
３２，３２Ｂ，３２Ｃ  第二被支持部
３２ａ    第二長穴溝
３２ｃ    第二切り欠き部
４        下側温調部
４１      下側温調素子
４２      下側ヒートシンク
４２ｆ    フィン
４３      下側ヒートスプレッダ
４３ａ    接触面
【図１】
2019203787.tif 000003
【図２】
2019203787.tif 000004
【図３】
2019203787.tif 000005
【図４】
2019203787.tif 000006
【図５】
2019203787.tif 000007
【図６】
2019203787.tif 000008
【図７】
2019203787.tif 000009
【図８】
2019203787.tif 000010
【図９】
2019203787.tif 000011
【図１０】
2019203787.tif 000012
【図１１】
2019203787.tif 000013
【図１２】
2019203787.tif 000014
【図１３】
2019203787.tif 000015
【図１４】
2019203787.tif 000016
【図１５】
2019203787.tif 000017
【図１６】
2019203787.tif 000018
【図１７】
2019203787.tif 000019
【図１８】
2019203787.tif 000020