(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
温度制御される対象物を搬送するための搬送手段と、
この搬送手段によって前記対象物が搬送されるトンネル構造を有する加熱手段及び／又は冷却手段と、
この加熱手段及び／又は冷却手段を覆い、熱反射板を有する断熱カバーと、
前記対象物の温度特性を測定する測定用プローブと
を備え、
前記搬送手段が、前記対象物を収納し前記トンネル構造内を移動するキャリアと、このキャリアを搬送するキャリア搬送装置とからなり、
前記トンネル構造のトンネルの断面形状が、前記キャリアの搬送方向の側面形状と相似形であり、
前記加熱手段及び／又は冷却手段と、当該加熱手段及び／又は冷却手段を覆う前記断熱カバーとの隙間が所定の隙間であり、
前記加熱手段及び／又は冷却手段に形成された前記測定用プローブの挿入口に、外気から遮断された空気室が形成され、  
前記対象物が前記加熱手段及び／又は冷却手段と接触することによる熱伝導、あるいは、前記対象物が前記加熱手段及び／又は冷却手段と接触した前記搬送手段と接触することによる熱伝導によって、前記対象物が温度制御されることを特徴とする恒温装置。
【請求項２】
前記熱伝導を金属間熱伝導としたことを特徴とする請求項１記載の恒温装置。
【請求項３】
前記所定の隙間が、０．５ｍｍ〜３ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の恒温装置。
【請求項４】
前記断熱カバーの表面を、鏡面又は鏡面に近い状態としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の恒温装置。
【請求項５】
前記加熱手段及び／又は冷却手段を複数備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の恒温装置。
【請求項６】
前記キャリア搬送装置の搬送用ピンが、前記キャリアに穿設された送りピン穴に挿入されて移動することにより、前記キャリアがピッチ送りされることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の恒温装置。
【請求項７】
前記搬送用ピンが移動する、前記加熱手段及び／又は冷却手段に形成された開口部を遮蔽するための空気遮断装置を備えたことを特徴とする請求項６記載の恒温装置。
【請求項８】
前記加熱手段及び／又は冷却手段をペルチェ素子としたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の恒温装置。
【請求項９】
前記測定用プローブを複数配設したことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の恒温装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、恒温装置に関し、特に、対象物への熱伝達を、トンネル構造を有する加熱手段及び／又は冷却手段からの金属間熱伝導により行うことによって、対象物の温度制御を、高速かつ高精度で行うことの可能な恒温装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子部品のなかには、たとえば、水晶振動子やサーミスタのように電子部品を所定の温度にして、この所定の温度下において、温度特性を測定することによって、品質保証が可能となる電子部品がある。
また、このような温度特性に関する測定あるいは検査などを行う際、対象物によっては、対象物の温度制御（対象物を加熱及び冷却することにより、設定温度とすること。）を精度良く行わなければならない場合がある。このような場合に、たとえば、対象物を直接加熱器などに載置して加熱して温度制御しても、対象物の上面や側面からの放熱のため、対象物の温度制御を精度良く行うことはできない。
【０００３】
このため、従来、温度特性に関する測定あるいは検査などを行う必要のある対象物は、一般的に恒温槽からなる恒温装置に投入され、温度制御が行われてきた。
この恒温槽は、通常、気体もしくは液体といった槽内の流体を熱媒体として、この流体を設定温度で安定化させ、流体からの対流熱伝達によって対象物の温度制御を行う構成としてある。
また、流体からの対流熱伝達を利用した恒温槽は、槽の中で熱媒体の温度が一定温度で安定すれば対象物の温度も一定温度で安定すると考えられるので、ある程度精度の高い温度条件（許容誤差±０．５℃程度）を設定することができた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、気体を用いた気槽方式の恒温装置の場合、恒温槽内部の気体の温度安定化に時間がかかるといった問題があった。
たとえば、気槽方式の恒温装置は、たとえば、約−３５℃で温度特性試験を行う対象物を投入するために、常温から温度を下げてゆくと、槽内温度を常温から−３５℃まで冷却するのに１時間程度かかる。
【０００５】
また、気槽方式の恒温槽は、熱媒体である気体から対象物への熱伝達に時間がかかるといった問題があった。
なお、液槽方式の恒温槽は、対象物への熱伝達の時間が短縮されるものの、液体を洗い流すための洗浄工程が必要となったり、対象物が、液体に漬けることのできない、いわゆる、洗浄不可部品の場合には、液槽方式の恒温槽を用いることができないといった制約があった。
【０００６】
また、気槽方式の恒温槽の温度安定性は、通常、±０．５℃程度なので、温度計で小数点以下第一位までの温度を実測し、その値で特性試験を行わなければならず、温度制御の精度が低いといった問題があった。
また、一般的に、恒温槽内の温度分布を±０．５℃以内に収めるためには、対象物の配置や、ファンの風量および風向きを調整し、温度分布に関する評価試験を行う必要があり、この調整作業や評価試験に多大な労力を必要とするといった問題があった。
【０００７】
なお、温度特性試験に使用される恒温装置が、複数の測定温度で特性を測定する場合には、一台の気槽方式の恒温槽を用いたのでは、上述したように、槽内部の気体の温度安定化に時間がかかってしまう。このため、図１６に示すように、測定温度の数だけ気槽方式の恒温槽１０１をつなげて、ラインコンベア１０２などによりインライン化した構造の恒温装置１００が使用されてきた。
しかしながら、この恒温装置１００は、各恒温槽１０１が気体からの対流熱伝達によって対象物の温度制御を行う構成としているため、対象物が目標温度に到達するまでに、約１０分以上かかり、生産性が悪いといった問題があった。また、投入する対象物の数量を増加させようとすると、恒温装置１００が大型化してしまうといった問題もあった。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、熱伝達効率の高い金属間熱伝導を利用して対象物の温度を変化させることで、高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができ、かつ、生産性に優れた恒温装置の提供を目的としている。
【０００９】
なお、特開昭６０−１０７１１７号公報において、被温度制御体の周囲をほぼ囲む熱導体、被温度制御体と熱導体との間に設けられ、熱導体よりも熱伝導率の低い熱緩衝体、および熱導体の外周に設けられる断熱体を備えた恒温装置の技術が開示されており、この技術は、面接触による熱伝導により、対象物を高速に温度制御できる技術ではあるものの、上記課題を解決することはできない。
また、特開平０３−００６４７５号公報において、被測定物自体に温度センサをつける技術が開示されており、この技術は、対象物を精度良く温度制御できる技術ではあるものの、上記課題を解決することはできない。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明の恒温装置は、温度制御される対象物を搬送するための搬送手段と、この搬送手段によって前記対象物が搬送されるトンネル構造を有する加熱手段及び／又は冷却手段とを備えた恒温装置であって、前記対象物が前記加熱手段及び／又は冷却手段と接触することによる熱伝導、あるいは、前記対象物が前記加熱手段及び／又は冷却手段と接触した前記搬送手段と接触することによる熱伝導によって、前記対象物が温度制御される構成としてある。
このようにすると、接触による熱伝導によって、高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができ、さらに、トンネル内を対象物が搬送されるので、連続搬送が可能となり生産性を向上させることができる。
【００１１】
なお、本明細書において、「熱伝導」とは、物体の内部を熱が分子運動によって、一つの部分からそれに接する他の部分に次々と伝わる現象をいい、接触している物体であれば、異なる物体間を熱が伝わる現象をも含めるものとする。
【００１２】
また、本発明の恒温装置は、前記熱伝導を金属間熱伝導とした構成としてある。
このようにすると、金属の高い熱伝導率によって、より高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができる。
【００１３】
また、本発明の恒温装置は、前記加熱手段及び／又は冷却手段と、当該加熱手段及び／又は冷却手段を覆う断熱カバーとの隙間を最小隙間とした構成としてあり、また、本発明の恒温装置は、前記断熱カバーの表面を、鏡面又は鏡面に近い状態とした構成としてあり、さらに、本発明の恒温装置は、前記トンネル構造と前記搬送手段との隙間を最小隙間とした構成としてある。
このように、加熱手段及び／又は冷却手段から対象物までの隙間を最小隙間とすることにより、隙間の気体により温度制御が不安定化する不具合を防止することができる。また、断熱カバーの表面を、鏡面又は鏡面に近い状態とすることにより、表面からの輻射熱を低減できる。
【００１４】
また、本発明の恒温装置は、前記加熱手段及び／又は冷却手段を複数備えた構成としてある。
このようにすると、恒温装置内に複数の温度領域を確保することができ、温度変化を緩やかに設定したり、あるいは、一台の恒温装置で、複数の設定温度における温度特性を測定することができる。
【００１５】
また、本発明の恒温装置は、前記搬送手段が、前記対象物を収納し前記トンネル構造内を移動するキャリアと、このキャリアを搬送するキャリア搬送装置とからなる構成としてある。
このようにすると、対象物は、キャリアを介して熱伝導されるので、高速かつ高精度の温度制御を行うことができ、また、キャリアを連続投入することにより、恒温装置の生産能力を高めることができる。
【００１６】
また、本発明の恒温装置は、前記キャリア搬送装置の搬送用ピンが、前記キャリアに穿設された送りピン穴に挿入されて移動することにより、前記キャリアがピッチ送りされる構成としてある。
このようにすると、キャリアに搭載された対象物もピッチ送りされ、順次同じ位置に対象物が移動してくるので、測定用プローブをキャリアの動作と連動させることにより、測定用プローブの制御を容易に行うことができる。
【００１７】
また、本発明の恒温装置は、前記搬送用ピンが移動する、前記加熱手段及び／又は冷却手段に形成された開口部を遮蔽するための空気遮断装置を備えた構成としてある。
このようにすると、加熱手段及び／又は冷却手段とキャリアとの間の空気が、外気と置換されないので、対象物の温度制御の精度をより高めることができる。
【００１８】
また、本発明の恒温装置は、前記加熱手段及び／又は冷却手段をペルチェ素子とした構成としてある。
このようにすると、特に、冷却する場合に、短時間で所定の冷却温度まで、冷却することができる。
【００１９】
また、本発明の恒温装置は、前記対象物の温度特性を測定する測定用プローブを備えた構成としてある。
このようにすると、測定温度となった対象物を、恒温装置から取り外さなくても、温度特性を測定することができるので、生産性を高めることができる。
【００２０】
また、本発明の恒温装置は、前記加熱手段及び／又は冷却手段に形成された前記測定用プローブの挿入口に、外気から遮断された空気室を形成した構成としてある。
このようにすると、温度制御されている対象物が、外気に直接触れないので、温度制御の精度をより高めることができる。
【００２１】
また、本発明の恒温装置は、前記測定用プローブを複数配設した構成としてある。
このようにすると、対象物が複数の計測温度を有する場合であっても、計測温度に対応した測定用プローブで順次計測することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の恒温装置の各実施形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
図１は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略斜視図を示している。
また、図２は、本実施形態に係る恒温装置の概略正面図を示しており、図３は、同じく本実施形態に係る恒温装置の概略平面を示している。
【００２３】
図１，図２，図３において、恒温装置１は、トンネル構造を有する恒温槽１０と、対象物（水晶振動子）を搭載し、恒温槽１０のトンネル内を移動するキャリア２０と、トンネル内のキャリア２０を移動するキャリア搬送装置３０と、スライド装置４１により上下方向に移動自在に支持され、水晶振動子の周波数特性を測定する測定用プローブ４０と、恒温槽１０の下方に配設され、ペルチェ素子の加熱面の冷却を行う冷却ユニット５０と、恒温槽１０の両側に配設された台座６０とからなっている。
【００２４】
ここで、恒温装置１は、温度制御される対象物を水晶振動子としており、温度特性試験を行うために、水晶振動子を−３５℃以下の温度に冷却する。
なお、このように冷却する場合、恒温装置１は、図示してないが、装置全体をカバーで覆い、ドライエアを充填することにより、結露防止を行っている。
また、本発明における恒温装置は、対象物を水晶振動子に限定するものではなく、たとえば、コンデンサ、光半導体素子等の温度特性試験を要するものでもよく、また、測定対象も周波数特性に限られるものでないことは勿論であり、本発明の技術思想の範囲内において、対象物を適宜変更できる。
【００２５】
次に、恒温槽１０および冷却ユニット５０について、図面を参照して説明する。
図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った概略側断面図を示しており、図５は、図４の恒温槽１０の概略拡大図を示している。
また、図６は、恒温槽および冷却ユニットの概略分解図を示している。
【００２６】
図４において、恒温槽１０の下に配設された冷却ユニット５０は、ペルチェ素子８１の下面と接触して配設された水冷ジャケット５１と、この水冷ジャケット５１に外部から冷却水を循環するための断熱ホース５２と、水冷ジャケット５１および断熱ホース５２を覆う断熱材５３とからなっている。
この冷却ユニット５０は、水冷ジャケット方式で内部を冷却水が流れており、外部にて冷却水を冷却し循環する方式がとられている。
なお、トンネル構造体８３の下面と水冷ユニット５０の間には、空気の自然対流を防ぐため、断熱材７６が挿入されている。
【００２７】
また、水冷ジャケット５１は、図６に示すように、搬送方向に三つ並べて配設してあり、各水冷ジャケット５１の水温や流量を変えることにより、冷却性能を調整できる構成としてある。このようにすると、恒温槽１０は、搬送方向の異なる位置、たとえば、入口付近，中央部及び出口付近といった位置を、異なる温度に設定する場合、各水冷ジャケット５１の冷却性能を調整することにより、温度設定を容易に行うことができる。なお、水冷ジャケット５１の数量は、三つに限定するものではなく、冷却条件などによって増減することができる。
この冷却ユニット５０は、上面が冷却されかつ下面が加熱するペルチェ素子８１の下面と面接触しており、ペルチェ素子８１の下面を強制冷却する。
【００２８】
図５において、恒温槽１０は、断熱カバー７０と冷却手段８０とからなっている。
ここで、冷却手段８０は、通電することにより上面が冷却され下面が加熱されるペルチェ素子８１と、ペルチェ素子８１の冷却面（上面）と面接触し、トンネル８２が形成されたトンネル構造体８３とからなっている。
このようにすると、対象物は、冷却手段としてのトンネル構造体８３と接触した、搬送手段としてのキャリア２０（図示せず）と面接触することによる熱伝導によって、気体を熱媒体とした熱伝達よりも、高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができる。また、恒温装置１は、トンネル８２内をキャリア２０に搭載された対象物が搬送されるので、対象物の連続投入が可能となり生産性を向上させることができる。
【００２９】
また、トンネル構造体８３は、上面が平面の下部トンネル構造体８４と、下面にキャリア２０が嵌入されるトンネル８２（溝状の凹部）の形成された上部トンネル構造体８５とからなっており、メンテナンスなどを容易に行うことができる構造としてある。
なお、トンネル８２は、上部トンネル構造体８５に形成される場合に限定するものではなく、トンネル８２を下部トンネル構造体８４に形成してもよいことは、勿論である。また、トンネル８２を、上部トンネル構造体８５と下部トンネル構造体８４の双方に形成してもよく、さらに、上部トンネル構造体８５と下部トンネル構造体８４を一体構造としてもよいことは勿論である。
【００３０】
なお、本実施形態において、対象物は、搬送手段としてのキャリア２０を介してトンネル構造体８３と接触しているが、キャリア２０を介さないで、トンネル構造体８３と接触する、あるいは、一部がトンネル構造体８３と接触し、かつ、一部が搬送手段と接触する構成としてもよく、このようにすると、キャリア２０を介した熱伝導よりも、より高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができる。
【００３１】
ここで、好ましくは、トンネル構造体８３及びキャリア２０を金属とし、対象物への熱伝導を金属間熱伝導とするとよく、このようにすると、より高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができる。
また、この金属間熱伝導にかかわる接触面は、表面粗さを小さくして接触面積を増大させたり、あるいは、シリコングリースなどの熱伝導性に優れたグリースを塗布するとよく、このようにすると、接触による熱伝導効率が高まり、さらに高速かつ高精度に対象物の温度制御を行うことができる。
【００３２】
また、好ましくは、トンネル構造体８３及びキャリア２０の材料には、アルミニウム合金や銅といった、熱伝導率の高い金属材質を使用し、搬送による耐摩耗性を考慮し、たとえば、アルミニウムにおいてはアルマイト処理などの硬質化処理を施すとよい。
【００３３】
また、トンネル構造体８３の熱容量を、キャリア２０の熱容量より多くするとよく、このように、トンネル構造体８３の熱容量を多くすると、キャリア２０に伝熱しても、トンネル構造体８３の温度変化が小さくなり、トンネル構造体８３の温度制御を容易に行うことができる。
【００３４】
また、トンネル構造体８３は、外部表面を鏡面仕上げとするとよく、このようにすると、表面からの輻射熱を低減でき、トンネル構造体８３の温度をより安定化させることができる。
【００３５】
さらにまた、トンネル８２の断面形状は、キャリア２０の搬送方向の側面形状と相似形とし、かつ、トンネル８２の大きさは、トンネル８２内を搬送されるキャリア２０との隙間の空気を極力減らすため、キャリア２０の移動に必要な最小隙間とするとよく、このようにすると、トンネル８２内の空気がトンネル入口や出口その他の隙間から周囲の空気（外気）と置換されることによる、トンネル構造体８３の温度変化を最小限に抑えることができる。
【００３６】
また、搬送されるキャリア２０は、キャリア２０どうしの間に隙間ができないように、間断なく連続して搬送される構成とするとよく、このようにすると、キャリア２０どうしの間に空気が介在できず、トンネル８２内空気と外気との置換を防ぐことができ、トンネル８２内空気及びトンネル構造体８３の温度変化を抑えることができる。
【００３７】
トンネル構造体８３は、上面及び側面が、周囲への放熱や周囲からの吸熱を防ぐ断熱カバー７０で覆われた構成としてある。
断熱カバー７０は、断熱カバー外壁７１と、断熱材７２と、断熱カバー内壁７３とからなっている。
【００３８】
ここで、断熱カバー外壁７１と断熱カバー内壁７３は、鏡面仕上げされたステンレス製の板材としてあり、両壁面７１，７３が熱反射板となり、輻射熱を抑制する構造としてある。
また、断熱材７２は、熱伝導率の低いゴムフォーム材としてあり、断熱カバー外壁７１と断熱カバー内壁７３に挟まれた構造としてある。
【００３９】
また、断熱カバー７０は、上部が蝶番７４によって開閉可能とし、メンテナンスなどの際は、上部をあけて作業できる構成としてある。なお、この上部は、運転時には、保持器７５によって固定されている。
【００４０】
また、断熱カバー内壁７３とトンネル構造体８３の隙間を最小隙間（所定の隙間）とするとよく、このようにすると、断熱カバー内壁７３とトンネル構造体８３の間に空気がほとんど存在しなくなるので、恒温槽１０が低温の場合はもちろん、高温の場合であっても、上記空気の自然対流による熱伝達を無視でき、トンネル構造体８３の温度を安定化することができる。
【００４１】
なお、上記最小隙間（所定の隙間）は、０．５ｍｍ以上３ｍｍ以下とするとよく、この理由は、０．５ｍｍ以上とすることにより、トンネル構造体８３が熱膨張した場合であっても、トンネル構造体８３が断熱カバー内壁７３と接触する不具合を防止でき、３ｍｍ以下とすることにより、空気の自然対流による熱伝達を抑えることができるとともに、外気が入り込まないようにするラビリンスとしての効果を発揮することができる。
【００４２】
ペルチェ素子８１の制御は、図６に示すように、下部トンネル構造体８４に埋設した測温体８６によりトンネル構造体８３の温度を測定し、フィードバックして制御する。
また、本実施形態では、ペルチェ素子８１をトンネル構造体８３の下面に入口から出口方向に向かって１列に６枚配設しており、入口部の温度低下を防ぐため、導入部である入口側の２枚のペルチェ素子８１と、測定部である中央部及び出口側の４枚のペルチェ素子８１とに分け、導入部と測定部とのペルチェ素子８１を別々に制御している。
【００４３】
また、測温体８６は、２枚のペルチェ素子８１に対して一個配設してあり、たとえば、目標設定温度を−３５℃とした場合、トンネル構造体８３の入口と出口の温度差を約２℃以内に制御することができる。
なお、各ペルチェ素子８１に対して測温体８６を配設して、各ペルチェ素子８１ごとに温度制御すれば、トンネル構造体８３の温度分布をさらに精度よく一定とすることができる。
【００４４】
また、温度特性試験において重要となる測定点での温度安定性については、フィードバック制御用の測温体８６の示す温度と、実際のトンネル構造体８３の温度との差は、トンネル８２上面においては約０．３℃、トンネル８２の下面（搬送面）においては約０．１℃以下、さらに、トンネル８２内に置かれたキャリア２０に搭載された対象物においても、約０．１℃以下となり、非常に精度良く温度制御を行うことができる。なお、この高精度は、目標設定温度を−３５℃とした場合に限るものではなく、約−４０℃から約１００℃までの範囲の目標設定温度に対しても、同様の高精度の温度制御を行うことができる。
【００４５】
また、温度特性試験における絶対温度保証用の測温体８７は、側定点の１ピッチ手前の下部トンネル構造体８４に埋設してある。つまり、１ピッチ搬送した直後に対象物を計測するので、側定点の１ピッチ手前で絶対温度保証を行う必要がある。
【００４６】
次に、キャリア搬送装置３０について、図面を参照して説明する。
図７は、本実施形態に係るキャリアの構造を説明するための概略斜視図を示している。
また、図８は、本実施形態に係るキャリア搬送装置を説明するための要部の概略斜視図を示している。
【００４７】
キャリア２０は、図７に示すように、矩形平板状の形状としてあり、対象物が収納されるワークポケット２１が、搬入方向に対して等ピッチで、１０個×２段で形成してあり、かつ、搬入方向のワークポケット２１と同じピッチで、１０個の送りピン穴２２が穿設してある。
したがって、対象物は、一つのキャリア２０に２０個搭載され、また、二段に並べて搭載されるので、対象物を測定する際、測定用プローブ４０を同じく二列に配設することにより、二個の対象物を同時に測定することができる。
【００４８】
また、ワークポケット２１は、長方形平板状の対象物を収納できるように凹部が形成してあり、凹部の底面は、対象物の下面と面接触して熱伝導する構成としてある。
【００４９】
また、凹部の側面は、対象物の位置決めが可能な形状および大きさとしてあり、これにより、測定用プローブ４０が、対象物の測定ポイントと容易に接触することができる。
さらに、キャリア２０は、凹部の側面と対象物の側面との隙間、および、対象物の厚さが凹部の深さより薄い場合における、対象物の上面からキャリア２０の上面までの隙間を小さくして、余分な空気が存在できない構成としてあり、このようにすることにより、この余分な空気による自然対流を抑制し、対象物の温度を安定化させている。
【００５０】
なお、キャリア２０は、上記形状に限定するものではなく、対象物の形状や、搭載数などに応じて様々な形状とすることができる。また、ワークポケット２１の配設も、１０個×２列に限定するものではないことは、勿論である。本実施形態では、２列としたが、１列でも、３列以上の複数列としてよい。
【００５１】
上記キャリア２０は、図８に示すように、二本一組で六箇所に配設された搬送用ピン３３が、エアーシリンダなどの水平方向駆動源３１と上下方向駆動源３２（図３参照）により、下降して送りピン穴２２に嵌入し、搬送方向に１ピッチだけ移動し、上昇して送りピン穴２２から抜け出て、搬送方向と反対方向に１ピッチだけ移動するといった動作を繰り返すと、キャリア２０がピッチ送りされる構成としてある。
なお、図８においては、理解しやすいように、上部トンネル構造体８５や断熱カバー７０を図示していない。
【００５２】
ここで、キャリア２０は、トンネル構造体８３の入口周辺に、搬送方向と平行にセットされ、このキャリア２０（図中、次のキャリア）は、搬送用ピン３３と連動して作動するシリンダ（図示せず）によって、トンネル構造体８３の入口部に移動する。そして、このキャリア２０は、挿入方向の送りピン穴２２に、搬送用ピン３３が嵌入し、トンネル８２内に搬入される。
【００５３】
また、トンネル８２内には、６個のキャリア２０が入り、トンネル８２の入口に一個のキャリア２０がセットされる構成としてあり、６組の搬送用ピン３３が、ほぼ等間隔で配設してある。このようにすると、トンネル８２内の入口側から５番目までのキャリア２０は、搬送用ピン３３の移動する距離だけ、精度良く移動される。
なお、搬送用ピン３３は、上述したように、二本一組で六箇所に配設される場合に限定するものではなく、一本又は複数本を一組とし、一箇所又は複数箇所に配設する構成としてもよい。
【００５４】
つまり、搬送用ピン３３は、図９に示すように、トンネル構造体８３の入口周辺に一組のみ配設する構成とすることもできる。つまり、各キャリア２０の位置決めを行わず、トンネル８２の内寸とキャリア２０外形寸法を管理することで、中間の搬送用ピン３３を使用せず、入口部の搬送用ピン３３のみで連続した複数のキャリア２０を搬送する。このようにすると、プローブの位置決め精度が荒い場合、キャリヤ搬送装置の構造を単純化することができる。
なお、図示してないが、搬送用ピン３３の代わりに、キャリア２０の横側面より、キャリア２０を移動させる構造とすることもできる。また、キャリア２０を使用せず、ベルトに対象物を載せて、搬送する直接搬送とすることもできる。
【００５５】
また、プローブヘッド４２は、図８および図１０に示すように、トンネル８２の入口側から４番目と５願目の搬送用ピン３３の間に配設してあり、特に、４番目と５願目の搬送用ピン３３は、測定用プローブ４０に対する位置決めピンとして機能をも発揮することができる。
【００５６】
次に、上部トンネル構造体８５に配設される空気遮断装置９０について、図面を参照して説明する。
図１１は、空気遮断装置を説明するための概略拡大断面図を示している。
また、図１２は、空気遮断装置を説明するための概略拡大斜視図を示している。
【００５７】
図１１において、搬送用ピン３３が搬送方向，反搬送方向及び上下方向に移動するため、断熱カバー７０および上部トンネル構造体８５には、搬送用ピン３３が移動するための長穴が配設されている。
【００５８】
空気遮断装置９０は、上部トンネル構造体８５の長穴を上部から覆う、長穴が形成された遮蔽部材９１と、遮蔽部材９１に搬入方向に往復移動自在に嵌入され、搬送用ピン３３が貫通する貫通孔が穿設された空気遮断部材９２とからなっている。
【００５９】
また、遮蔽部材９１は、図１２に示すように、空気遮断部材９２が嵌入される溝が形成され、溝の底面に搬送用ピン３３が移動するための長穴が形成された遮蔽部材本体９３と、遮蔽部材本体９３の上面に配設され、搬送用ピン３３が移動するための長穴が形成された上カバー９４とからなっている。
【００６０】
上記構成による空気遮断装置９０は、上部トンネル構造体８５に形成された長穴は、遮蔽部材本体９３の底面により外部空気と遮断され、さらに、遮蔽部材本体９３の底面に形成された長穴は、空気遮断部材９２により遮断される。
したがって、空気遮断装置９０は、搬送用ピン３３が、常に、空気遮断部材９２の貫通孔に貫通しているので、搬送用ピン３３が搬送方向，反搬送方向及び上下方向に移動しても、外気とトンネル８２内の空気をほぼ完全に遮断することができ、上部トンネル構造体８５の、搬送用ピン３３が移動するための長穴の配設された部分の温度制御を高精度で行うことができる。
【００６１】
次に、測定用プローブ４０の空気室９６について、図面を参照して説明する。
図１３は、測定用プローブの空気室を説明するための概略拡大図を示しており、（ａ）は空気室を形成しない場合の断面図を、（ｂ）は空気室を形成した場合の、測定用プローブが測定していない状態の断面図を、（ｃ）は空気室を形成した場合の、測定用プローブが測定している状態の断面図を示している。
【００６２】
同図（ａ）において、上部トンネル構造体８５および断熱カバー７０の上面にあけられた測定用プローブ４０の挿入口９５は、測定用プローブ４０と接触しない構成としてあり、具体的には、片側約０．５ｍｍの隙間が形成されている。
このような構成とすると、測定用プローブ４０が上下方向に移動すると、挿入口９５がシリンダ、測定用プローブ４０がピストンとして作用し、トンネル８２内の空気がトンネル構造体８３の外部に吐き出され、かつ、トンネル構造体８３外部の空気がトンネル８２内に吹き込まれ、対象物の温度制御を不安定にする要因の一つとなっていた。
【００６３】
これに対し、同図（ｂ）、（ｃ）に示すように、挿入口９５を上部トンネル構造体８５の内部に拡張し、空気室９６を設けることにより、測定用プローブ４０が上下方向に移動しても、トンネル８２内の空気は、空気室９６の空気と置換されることになり、かつ空気室９６の空気温度は、トンネル８２内の空気温度とほぼ等しいので、対象物の温度制御をより高精度に行うことができる。さらに、測定用プローブ４０の本体外周と、挿入口９５ａとの隙間を狭くし、測定用プローブ４０が上方向に移動しても、上記隙間を確保する構成とするとよく、このようにすると、ラビリンスシールの効果により、空気室９６内の空気と外気との置換を低減することができる。
つまり、空気室９６を形成することにより、空気室９６の空気は、外気と置換されるが、外気がトンネル８２内の空気と直接的に置換されなくなる。
【００６４】
次に、上記構成の恒温装置１の動作について説明する。
恒温装置１は、各ペルチェ素子８１に通電すると、ペルチェ素子８１の上面と面接触した金属製のトンネル構造体８３が冷却され、一方、温度上昇するペルチェ素子８１の下面が冷却ユニット５０により冷却される。
ここで、トンネル構造体８３は、ペルチェ素子８１からの金属間熱伝導によって、高速かつ精度の高い温度制御が行われる。
【００６５】
そして、トンネル構造体８３が各ペルチェ素子８１により、所定の温度に低下したら、対象物を搭載したキャリア２０が、トンネル８２の入口部に運ばれてくる。
このトンネル８２の入口部に置かれたキャリア２０は、キャリア搬送装置３０の搬送用ピン３３が、下降して送りピン穴２２に嵌入し、続いて、搬送方向にピッチ長さだけ移動することにより、トンネル８２内にピッチ長さだけ搬送される。続いて、搬送用ピン３３は、搬送用ピン３３が上昇し送りピン穴２２から抜け出て、搬送方向の反対方向に移動し、次の搬送時刻まで待機する。
この動作を繰り返すと、キャリア２０に搭載された対象物は、順次、トンネル８２に搬送される。
【００６６】
搬送された対象物は、先ず、キャリア２０がトンネル構造体８３からの金属間熱伝導で温度制御され、続いて、対象物がキャリア２０からの金属間熱伝導により温度制御される。
このように、対象物は、金属間熱伝導により温度制御されるので、高速かつ高精度な温度制御が行われる。
【００６７】
また、恒温装置１は、トンネル構造体８３とキャリア２０の隙間や、トンネル構造体８３と断熱カバー７０の隙間を最小隙間としたり、空気遮断装置９０を設けることにより、すなわち、外気の悪影響を徹底的に排除した構成としてある。
また、恒温装置１は、トンネル構造体８３を設けることにより、インライン方式としてあるので、対象物の取り置きなどの無駄な作業を行う必要がなく、生産性を向上させることができる。
【００６８】
恒温装置１は、キャリア２０が測定用プローブ４０の直下に搬送されると、測定用プローブ４０が下降し、対象物の温度特性を測定する。つまり、キャリア２０内の対象物は、トンネル８２の入口から冷却が開始され、測定用プローブ４０の直下に到達するまでに、目標設定温度に達する構成としてある。したがって、恒温装置１は、搬送の速度，対象物の温度制御に要する時間及び恒温槽１０の長さにより、生産能力が決定される。
【００６９】
また、恒温装置１は、測定用プローブ４０を二列に配設し、かつ、キャリア２０に対象物を二列に搭載しているので、同時に二個の対象物を測定することができ、また、このキャリア２０を連続的にトンネル８２内に投入できるので、間断なく短時間で、対象物の温度特性を測定することができる。
【００７０】
上述したように、第一実施形態に係る恒温装置１によれば、熱伝導率の高いアルミ合金等を使用したトンネル構造体を、熱伝導、輻射熱を遮断し、自然対流を極力起こさせずに、周囲との断熱を効率よく行う断熱カバーで覆うことにより、対象物の急速加熱・冷却を可能とし、かつ、高精度の温度制御を行うことができる。また、加熱・冷却源にペルチェ素子を使用することで、より高精度な温度制御を行うことができる。
【００７１】
［第二実施形態］
次に、本発明に係る恒温装置の第二実施形態について、図面を参照して説明する。
図１４は、本発明の第二実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略斜視図を示している。
同図において、恒温装置は、冷却ユニットとして、水冷ジャケットの代りにフィンタイプヒートシンク３４にファン３５等で送風して冷却する空冷方式としてあり、その他の構造及び作用は、第一実施形態の恒温装置１と同様としてある。
【００７２】
つまり、第一実施形態の恒温装置１は、目標設定温度がペルチェ素子の許容する温度内であれば、約−４０℃以下の低温であっても、あるいは、約１００℃以上の高温であっても十分機能するが、目標設定温度が、水冷ジャケットを必要とするほど低温でない場合には、同図に示す第二実施形態の恒温装置は、放熱器として、水冷ジャケットの代りに、フィンタイプヒートシンク３４にファン３５等で送風して空冷とする方法を用いている。
【００７３】
また、冷却方式は、上記方式に限定するものではなく、図示してないが、たとえば、ヒートパイプ等を用い放熱面積を大きくし冷却する方法など、一般的に知られている冷却方式で十分有効である。さらに、熱分離器等を用い、効率的にヒーントシンクを冷却する方法も有効である。
【００７４】
また、上記実施形態において、加熱の場合にはペルチェ素子ではなく、セラミックヒータやカートリッジヒータ等電熱器を用いても、同様の効果が得られることは勿論である。
つまり、常温から低温にかけての領域では、ヒータで温度を安定化させることは不可能もしくは難しいが、高温の領域では十分に機能させることができる。
また、低温の領域についても、冷却水や冷却気体等の熱媒体をトンネル下面、もしくは側面に設置しても同様の効果が得られる。この場合、ペルチェ素子に比べ応答性、温度安定性では劣るが、恒温装置自体を簡略化することができる。
【００７５】
また、上記実施形態の恒温装置は、測定点を恒温槽内に１カ所としてあるが、図１５に示すように、恒温槽での測定点を増やし、複数の測定点に測定用プローブ４０を配設することにより、同一温度で異なる測定条件での測定、たとえば、水晶振動子においては、常温検査における抵抗測定や、基準周波数測定等を行うことができる。
また、この恒温装置は、ペルチェ素子の枚数を増やし個々のペルチェ素子を制御することで、異なる温度における特性を測定することができる。
さらに、この恒温装置は、トンネル内に温度勾配をもたせ、測定点を複数箇所に設け、温度差を持った測定や上記のように異なる測定条件での測定も可能となる。
【００７６】
上記実施形態では、断熱カバーをトンネル型恒温槽と非接触としたが、断熱材を挿入しても同様の効果を得ることができる。
また、断熱材の代わりに真空断熱を用いればさらに効果は増大する。
なお、本発明では輻射熱を遮断するため金属を鏡面に仕上げているが、この代わりに、ガラスや樹脂製の鏡やアルミニウムをポリエステルフィルムに蒸着した断熱シートを用いるのも有効である。
【００７７】
なお、本発明に係る恒温装置において、金属間熱伝導用いた恒温装置，加熱手段及び／又は冷却手段と断熱カバーとの隙間を最小隙間とした恒温装置，トンネル構造と搬送手段との隙間をも最小隙間とした恒温装置，加熱手段及び／又は冷却手段を複数備えた恒温装置，搬送手段をキャリア搬送装置とした恒温装置，キャリアがピッチ送りされる恒温装置，空気遮断装置を備えた恒温装置，ペルチェ素子を用いた恒温装置，測定用プローブを備えた恒温装置，空気室を形成した恒温装置，測定用プローブを複数配設した恒温装置は、それぞれ単独で実施することができるとともに、これらの組み合わせとしても実施することができ、それぞれの効果を発揮することができることは勿論である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明おける恒温装置は、熱伝達効率の高い、金属間熱伝導を利用することにより、高速かつ高精度の温度制御を行うことができ、かつ、トンネル構造を有する加熱手段及び／又は冷却手段を使用することにより、対象物を搬送しながら温度制御するので、生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略斜視図を示している。
【図２】図２は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略正面図を示している。
【図３】図３は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略平面を示している。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ線に沿った概略側断面図を示している。
【図５】図５は、図４の恒温槽の概略拡大図を示している。
【図６】図６は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の恒温槽および冷却ユニットの概略分解図を示している。
【図７】図７は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置のキャリアの構造を説明するための概略斜視図を示している。
【図８】図８は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置のキャリア搬送装置を説明するための要部の概略斜視図を示している。
【図９】図９は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置のキャリア搬送装置の応用例を説明するための要部の概略斜視図を示している。
【図１０】図１０は、本発明の第一実施形態に係る恒温装置の搬送用ピンの位置決め効果を説明するための要部の概略拡大斜視図を示している。
【図１１】図１１は、図３のＢ−Ｂ線に沿った概略拡大断面図を示している。
【図１２】図１２は、本発明の第一実施形態に係る空気遮断装置を説明するための概略拡大斜視図を示している。
【図１３】図１３は、測定用プローブの空気室を説明するための概略拡大図を示しており、（ａ）は空気室を形成しない場合の断面図を、（ｂ）は空気室を形成した場合の、測定用プローブが測定していない状態の断面図を、（ｃ）は空気室を形成した場合の、測定用プローブが測定している状態の断面図を示している。
【図１４】図１４は、本発明の第二実施形態に係る恒温装置の基本構成を説明するための概略斜視図を示している。
【図１５】図１５は、本発明に係る恒温装置の応用例を説明するための概略斜視図を示している。
【図１６】図１６は、従来例に係る恒温装置を説明するための概略図を示している。
【符号の説明】
１  恒温装置
１０  恒温槽
１１  ペルチェ素子
２０  キャリア
２１  ワークポケット
２２  送りピン穴
３０  キャリア搬送装置
３１  水平方向駆動源
３２  上下方向駆動源
３３  搬送用ピン
３４  フィンタイプヒートシンク
３５  ファン
４０  測定用プローブ
４１  スライド装置
４２  プローブヘッド
５０  冷却ユニット
５１  水冷ジャケット
５２  断熱ホース
５３  断熱材
６０  台座
７０  断熱カバー
７１  断熱カバー外壁
７２  断熱材
７３  断熱カバー内壁
７４  蝶番
７５  保持器
７６  断熱材
８０  冷却手段
８１  ペルチェ素子
８２  トンネル
８３  トンネル構造体
８４  下部トンネル構造体
８５  上部トンネル構造体
８６，８７  測温体
９０  空気遮断装置
９１  遮蔽部材
９２  空気遮断部材
９３  遮蔽部材本体
９４  上カバー
９５，９５ａ  挿入口
９６  空気室
１００  恒温装置
１０１  恒温槽
１０２  ラインコンベア
【図１】
0004660960.tif 000002
【図２】
0004660960.tif 000003
【図３】
0004660960.tif 000004
【図４】
0004660960.tif 000005
【図５】
0004660960.tif 000006
【図６】
0004660960.tif 000007
【図７】
0004660960.tif 000008
【図８】
0004660960.tif 000009
【図９】
0004660960.tif 000010
【図１０】
0004660960.tif 000011
【図１１】
0004660960.tif 000012
【図１２】
0004660960.tif 000013
【図１３】
0004660960.tif 000014
【図１４】
0004660960.tif 000015
【図１５】
0004660960.tif 000016
【図１６】
0004660960.tif 000017