(57)【要約】【課題】被温調体の温度安定性と高速冷却を両立し得る温調機を提供する。【解決手段】加熱手段を有するタンク８内の温調水をポンプ６によって被温調体２に供給する供給路３と、被温調体２からの戻り温調水をタンク８内に導く戻り路４とで形成される循環路と、供給路３の中の温調水の温度を検出する温度センサ５と、水圧源からの冷却水をタンク内に供給する冷却路１４と、循環路の温調水の一部を排出するための複数系統の排水路１６，１７と、各々の排水路に介装された電磁弁と、温度センサ５からの温度検出信号が入力され、該信号に基づいて前記電磁弁を開閉して冷却水のタンク内への供給量を制御するコントローラとを具備することを特徴とする。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
加熱手段による加熱と冷却水の混合による冷却とにより任意の設定温度に温調される温調水を被温調体の通路内に循環させて、被温調体の温度制御を行う温調機において、
加熱手段を有するタンク内の温調水をポンプによって被温調体に供給する供給路と、被温調体からの戻り温調水をタンク内に導く戻り路とで形成される循環路と、前記供給路の中の温調水の温度を検出する温度センサと、水圧源からの冷却水をタンク内に供給する冷却路と、前記循環路の温調水の一部を排出するための複数系統の排水路と、各々の排水路に介装された電磁弁と、前記温度センサからの温度検出信号が入力され、該信号に基づいて前記電磁弁を開閉して冷却水のタンク内への供給量を制御するコントローラとを具備することを特徴とする温調機。
【請求項２】
前記複数系統の排水路は、設定流量がそれぞれ異なることを特徴とする請求項１に記載の温調機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被温調体の温調制御を行う温調機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、一般に被温調体、例えば温調プレートあるいは金型の循環路内に温調水を循環させて温調プレート等の温度調整を行う温調機は、タンク内に設けられたヒータ等で温調水を加熱し循環させるものであるが、その冷却方法には大別して二つの方法がある。１つは冷却水をタンク内へ混入させるとともに供給された冷却水の量と同量の温調水を排水する直接冷却方法であり（例えば、特許文献１参照。）、もう１つはタンク内に設けられた熱交換器内に冷却水を通して間接的に冷却する間接冷却方法である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−３５０９１号公報
【特許文献２】
実公平１−３９５３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記直接冷却方法による温調機では、タンク内に直接冷却水を混入するため、所定温度まで速やかに冷却され、応答性も良い。しかし、冷却能力が大きいため、所定温度でのバラツキが大きく制御精度が悪い。
【０００５】
また、間接冷却方法による温調機では、冷却速度が遅く応答性が鈍いので、直接冷却方法よりも制御精度は良いが、例えば熱負荷が変動した際に被温調体の温度制御が不能になる場合がある。また、構造が複雑で、装置全体が大きく高価になる欠点がある。
【０００６】
本発明は、温調プレート等の被温調体の温度安定性（制御精度）と冷却速度とを両立させ、且つ小型化と操作性の簡易化が可能な温調機を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、加熱手段による加熱と冷却水の混合による冷却とにより任意の設定温度に温調される温調水を被温調体の通路内に循環させて、被温調体の温度制御を行う温調機において、
加熱手段を有するタンク内の温調水をポンプによって被温調体に供給する供給路と、被温調体からの戻り温調水をタンク内に導く戻り路とで形成される循環路と、前記供給路の中の温調水の温度を検出する温度センサと、水圧源からの冷却水をタンク内に供給する冷却路と、前記循環路の温調水の一部を排出するための複数系統の排水路と、各々の排水路に介装された電磁弁と、前記温度センサからの温度検出信号が入力され、該信号に基づいて前記電磁弁を開閉して冷却水のタンク内への供給量を制御するコントローラとを具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係る温調機においては、前記複数系統の排水路は、設定流量がそれぞれ異なることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を説明するが、本発明はこれらの形態例に限定されるものではなく、本発明の目的が達成される範囲内での各要素の置換や設計変更がなされたものをも包含する。
【００１０】
図１は本発明に係る温調機の一実施形態を示す模式図であり、この温調機１は被温調体である温調プレート２に接続されている。
【００１１】
温調プレート２内には水管１５が設けられ、この水管１５の入り口には温調水をポンプ６によって供給する供給路３の一端が接続され、供給路３の他端は加熱手段としてのヒータ７を有するタンク８に接続されている。一方、温調プレート２の水管１５の出口には戻り路４の一端が接続され、戻り路４の他端はタンク８に接続されている。そして、供給路３と戻り路４により温調プレート２へ温調水を供給する循環路を構成している。なお、ヒータ７はコントローラ（不図示）に接続されている。
【００１２】
また、ポンプ６の先には供給路３を流れる温調水の温度を検出する温度センサ５が設けられ、コントローラに接続されている。
【００１３】
また、タンク８には冷却水を供給する冷却路１４が接続され、この冷却路には一定圧で冷却水が加圧供給される。
【００１４】
また、タンク８の温調水を排水口から排出する排出路１３が設けられ、第一排出路１６と第二排出路１７に分岐されている。第一排出路１６と第二排出路１７にはそれぞれ電磁弁９，１１と流量調整バルブ１０，１２が設けられており、電磁弁９，１１がそれぞれ開状態の時に流れる流量が互いに異なるように、流量調節バルブ１０，１２の調節がなされている。本例では、第一排出路１６は流量が少なく、第二排出路１７は流量が多く設定されている。
【００１５】
電磁弁９，１１はコントローラ（不図示）に接続され、該コントローラからの信号により排出路１６，１７の開閉を行う。また、前記コントローラは、温度設定器（不図示）に接続されているとともに、温度センサ５、ポンプ６、ヒータ７、および電磁弁９、１１を制御する。
【００１６】
次に上記構成の温調機の動作を説明する。
【００１７】
温度設定器（不図示）により温度設定を行う。すると、ヒータ７へ通電されタンク８内の水温を上昇するとともに、ポンプ６が作動する。初期には電磁弁９、１１は閉鎖位置に設定されており、循環路内が満水状態にあれば冷却水は循環路内に流入せず、供給路３、温調プレート２および戻り路４を温調水が循環する。
【００１８】
そして、ヒータ７によって加熱された温調水が循環するのに伴って温調プレート２が昇温し、温調水が設定温度に達するまでは温調プレート２が温調水の温度を奪って昇温する。そして、温度センサ５により温調水の温度が設定温度に達したのが検出されると、コントローラから信号が発せられてヒータ７への通電が遮断される。
【００１９】
そして、温調水の温度が設定温度を超えると、コントローラからの信号により第一排水路１６に設けられた電磁弁９が開く。すると、流量調節バルブ１０によって予め設定された流量で排水路１３から温調水が排出される。この温調水の排出に伴って循環路内の圧力が低下するため、一定圧で供給されている冷却水の圧力が勝り、排出された量と同量の冷却水が冷却路１４よりタンク８内に供給されてタンク内で混合され、温調水の水温が降下する。
【００２０】
そして、温度センサ５で検出する温調水の水温が設定温度と一致すると、コントローラからの信号により電磁弁９が閉鎖される。以下、同様にしてコントローラにより電磁弁９の開閉制御が行われ、温調水の温度が設定温度に保たれ、温調プレート２の温度が一定温度に保たれる。
【００２１】
次に、例えば温調プレート上に載置した物体（不図示）が発熱した際、この物体の表面を一定の温度に保つために急速な冷却を行う場合には、設定温度を低く設定しなおす。これにより、コントローラからの信号により第二排水路１７に設けられた電磁弁１１が開き、大流量の温調水が排水路１３から排出され、同量の冷却水が冷却路１４よりタンク８内に供給されてタンク８内で混合され、温調水の水温が急速に降下する。
【００２２】
そして、温度センサ５で検出する温調水の水温が設定温度と一致すると、コントローラからの信号により電磁弁１１が閉鎖される。以下、先と同様にコントローラにより電磁弁９の開閉制御が行われ、温調水の温度が設定温度に保たれ、温調プレート２上の物体の表面温度が一定温度に保たれる。
【００２３】
このように、被温調体（温調プレート２）の温度を一定温度に保つ際には、流量を少なく設定した排水路の電磁弁（本例では第一排水路１６に介装されている電磁弁９）を開閉するようにコントロールする。また、被温調体（温調プレート２）の温度を急激に下げる際には、流量を多く設定した排水路の電磁弁（本例では第二排水路１７に介装されている電磁弁１１）を開閉するようにコントロールする。これにより、温度安定性と高速冷却を両立させ、高精度な温度制御が可能となる。また、装置は比較的単純な構成であるため、小型化もでき、廉価な温調機を提供できる。
【００２４】
本実施形態にように設定流量の異なる２系統の排水路を設け、いずれか一方の系統から排水を行って温度制御する場合には、一方の設定流量は他方の設定流量の２倍以上にするのが好ましく、また、流量を多く設定した排水路の設定流量は循環路に流れる温調水の流量の１／１０以上１／２以下が好ましい。このような流量に設定することにより、幅広い温度条件下で本発明が目的とする温度安定性と高速冷却の両立が可能である。
【００２５】
以上、設定流量の異なる２系統の排水路を設けた例を説明したが、設定流量の異なる３系統以上の排水路を設けたり、各系統の流量を等しく設定しても構わない。尚、２系統の流量を等しく設定した場合、温調プレート２の温度を一定温度に保つ際には、一方の排水路の電磁弁のみを開閉するようにコントロールし、温調プレート２の温度を急激に下げる際には、双方の排水路の電磁弁を同時に開閉するようにコントロールすればよい。
【００２６】
【実施例】
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。
【００２７】
［実施例１］
本実施例は、図１に示したような温調機を用いて温調プレート上に載置されたガラス基板の温度を制御した例である。尚、このガラス基板上には配線が形成されており、通電処理をされることにより急激に熱を発する。
【００２８】
本実施例では、循環路を流れる温調水の流量は５０Ｌ／ｍｉｎとし、第一排水路１６に設けられた流量調節バルブ１０は３Ｌ／ｍｉｎに調節し、第二排水路１７に設けられた流量調節バルブ１２は１０Ｌ／ｍｉｎに調節している。
【００２９】
また、コントローラ（不図示）には設定温度からの差が２℃以内の場合には電磁弁９を開閉させ、２℃以上の場合には電磁弁１１を開閉させるように設定している。
【００３０】
次に本実施例の温調機の動作を説明する。
【００３１】
最初に温度設定器（不図示）に８０℃を設定した。すると、ヒータ７へ通電され、ポンプ６が作動する。尚、電磁弁９、１１は閉鎖位置に設定されている。
【００３２】
そして、ヒータ７によって加熱された温調水の循環に伴なって温調プレート２が昇温する。そして、温度センサ５により温調水の温度が８０℃に達したのが検出されると、コントローラから信号が発せられてヒータ７への通電が遮断される。
【００３３】
また、温調水の温度が８０℃を超えると、コントローラからの信号により第一排水路１６に設けられた電磁弁９が開く。すると、排水路１３から温調水が３Ｌ／ｍｉｎ排出され、同量の冷却水が冷却路１４よりタンク８に供給されて温調水の水温が降下する。
【００３４】
そして、温度センサ５で検出する温調水の水温が８０℃になると、コントローラからの信号により電磁弁９が閉鎖される。以下、コントローラにより電磁弁９の開閉制御が行われ、温調水の温度が８０℃に保たれ、温調プレート２上のガラス基板（不図示）の温度が一定に保たれる。
【００３５】
温調プレート２上のガラス基板に通電処理を行うと、急激に熱を発し、基板温度が急上昇するため、ガラス基板の表面を一定の温度に保つために、急速な冷却が必要となる。
【００３６】
本実施例では、ガラス基板への通電処理を始めると同時に設定温度を５０℃に設定した。これにより、コントローラからの信号により第二排水路１７に設けられた電磁弁１１が開き、排水路１３から温調水が１０Ｌ／ｍｉｎ排出され、同量の冷却水が冷却路１４よりタンク８内に供給されて、温調水の水温が急速に降下した。
【００３７】
そして、温度センサ５で検出する温調水の水温が５０℃になると、コントローラからの信号により電磁弁１１が閉鎖される。以下、先と同様にコントローラにより電磁弁９の開閉制御が行われ、温調水の温度が５０℃に保たれ、温調プレート２上のガラス基板の温度が一定に保たれる。
【００３８】
本実施例では、温調プレート２の温度を制御性良く安定させることができ、且つ、温調プレート２の温度を大幅に下げる際においても高速冷却・安定制御が可能であった。
【００３９】
【発明の効果】
本発明によれば、温度安定性（制御精度）と高速冷却を両立させ、且つ小型で廉価な温調機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る温調機の模式図である。
【符号の説明】
１　温調機
２　温調プレート（被温調体）
３　供給路
４　戻り路
５　温度センサ
６　ポンプ
７　ヒータ
８　タンク
９、１１　電磁弁
１０、１２　流量調節バルブ
１３　排水路
１４　冷却路
１５　水管
１６　第一排水路
１７　第二排水路
【図１】
2004106247.tif 000003