JP5491387B2 - バルブ装置及び電子部品の温度調整装置 - Google Patents

Description

本発明は、試験中の電子部品の温度を調整するための複数の流体の流量を調整するバルブ装置及び電子部品の温度調整装置に関する。

半導体集積回路素子等の電子部品の試験では、電子部品の温度を高温、常温或いは低温に維持することが要求されると共に電子部品が動作中に自己発熱するため、電子部品の温度を調整する必要がある。

ヒートシンクを介して冷媒や温媒を用いて電子部品の温度を調整する場合、それらの流量を精度良く制御しなければ、電子部品の温度を良好に調整することができないという問題があった。

本発明が解決しようとする課題は、複数の流体の流量を精度良く制御することができるバルブ装置及び温度制御装置を提供することである。

本発明によれば、被試験電子部品の温度を調整するための複数の流体の流量を調整するバルブ装置であって、流体が流通可能な複数の流路と、複数の流路が集合する集合部と、を備え、前記集合部は、第１の溝が形成された切替部材を内部に有し、前記切替部材は、複数の前記流路のうちの少なくとも２つの流路に前記第１の溝を対向させることで、少なくとも２つの前記流路を連通させ、前記第１の溝は、前記第１の溝の端部に向かうに従って前記第１の溝の開口幅が直線状に減少している第１の直線テーパ部を前記第１の溝の両端に有することを特徴とするバルブ装置が提供される（請求項１参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記切替部材は、前記集合部の内部に回転可能に設けられた回転体であることが好ましい（請求項２参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体は、前記集合部の内部に回転可能に設けられたシャフトであり、前記第１の溝は、前記シャフトの周面に形成されていることが好ましい（請求項３参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体には、その回転軸心を中心として前記第１の溝に対して対称な位置に第２の溝が形成されていることが好ましい（請求項４参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第２の溝は、前記第２の溝の端部に向かうに従って前記第２の溝の開口幅が直線状に減少している第２の直線テーパ部を前記第２の溝の両端に有することが好ましい（請求項５参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体は、当該回転体を貫通するバイパス路を有することが好ましい（請求項６参照）。

上記発明においては特に限定されないが、複数の前記流路は、前記集合部に放射状に集合しており、前記第１の溝、前記第２の溝、前記バイパス路は、実質的に平行に配置されていることが好ましい（請求項７参照）。

上記発明においては特に限定されないが、複数の前記流路は、第１の流路と、前記第1の流路に隣接する第２の流路と、前記第２の流路に隣接する第３の流路と、を含み、前記回転体は、前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路とに対向させる第１の回転位置と、前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第２の回転位置と、前記第１の溝を、前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第３の回転位置と、に回転可能であることが好ましい（請求項８参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第１の流路は、冷媒が流入する第１の流入路であり、前記第２の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方を流出する流出路であり、前記第３の流路は、温媒が流入する第２の流入路であることが好ましい（請求項９参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第１の流入路から流入する冷媒と、前記第２の流入路から流入する温媒とが、前記流出路で混合されることが好ましい（請求項１０参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第１の溝の開口幅は、前記第１の流入路及び前記第２の流入路から前記流出路に流れる流体の流量が実質的に一定となるように、端部に向かうに従って減少していることが好ましい（請求項１１参照）。

上記発明においては特に限定されないが、複数の前記流路は、第４の流路と、前記第４の流路に隣接する第５の流路と、前記第５の流路に隣接する第６の流路と、をさらに含み、前記回転体には、第２の溝が形成されており、前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路とに対向し、前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第５の流路と前記第６の流路とに対向することが好ましい（請求項１２参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第４の流路は、冷媒を返戻する第１の返戻路であり、前記第５の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方が流入する第３の流入部であり、前記第６の流路は、温媒を返戻する第２の返戻路であることが好ましい（請求項１３参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第３の流入路から流入した流体を、前記第１の返戻路と前記第２の返戻路とに分配することが好ましい（請求項１４参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第２の溝の開口幅は、前記第３の流入路から前記第１の返戻路及び前記第２の返戻路に流れる流体の流量が実質的に一定となるように、端部に向かうに従って減少していることが好ましい（請求項１５参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体は、当該回転体を貫通するバイパス路を有しており、前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記バイパス路が前記第３の流路と前記第６の流路とを連通させ、前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記バイパス路が前記第１の流路と前記第４の流路とを連通させることが好ましい（請求項１６参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第１〜第６の流路は、前記集合部に実質的に等間隔に接続されていることが好ましい（請求項１７参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記回転体を回転させる回転駆動手段を備えていることが好ましい（請求項１８参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記切替部材は、前記集合部の内部にスライド可能に設けられた移動体であることが好ましい（請求項１９参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記移動体には、前記第１の溝に対して対称な位置に第２の溝が形成されていることが好ましい（請求項２０参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記第２の溝は、前記第２の溝の端部に向かうに従って前記第２の溝の開口幅が直線状に減少している第２の直線テーパ部をテーパ部を前記第２の溝の両端に有することが好ましい（請求項２１参照）。

上記発明においては特に限定されないが、前記移動体は、当該移動体を貫通するバイパス路を有することが好ましい（請求項２２参照）。

また、本発明によれば、被試験電子部品の温度を制御する温度制御装置であって、前記被試験電子部品に接触するヒートシンクと、冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、温媒を前記ヒートシンクに供給する温媒供給手段と、前記ヒートシンクと、前記冷媒供給手段及び前記温媒供給手段との間に介装された上記のバルブ装置と、を備えたことを特徴とする電子部品の温度制御装置が提供される（請求項２３参照）。

また、本発明によれば、被試験電子部品の温度を制御する温度制御装置であって、前記被試験電子部品に接触するヒートシンクと、冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、温媒を前記ヒートシンクに供給する温媒供給手段と、前記ヒートシンクと、前記冷媒供給手段及び前記温媒供給手段との間に介装された請求項２に記載のバルブ装置と、を備えており、複数の前記流路は、第１の流路と、前記第1の流路に隣接する第２の流路と、前記第２の流路に隣接する第３の流路と、を含み、前記回転体は、前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路とに対向させる第１の回転位置と、前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第２の回転位置と、前記第１の溝を、前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第３の回転位置と、に回転可能であり、複数の前記流路は、第４の流路と、前記第４の流路に隣接する第５の流路と、前記第５の流路に隣接する第６の流路と、をさらに含み、前記回転体には、第２の溝が形成されており、前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路とに対向し、前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、前記第１の流路は、冷媒が流入する第１の流入路であり、前記第２の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方を流出する流出路であり、前記第３の流路は、温媒が流入する第２の流入路であり、前記第４の流路は、冷媒を返戻する第１の返戻路であり、前記第５の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方が流入する第３の流入部であり、前記第６の流路は、温媒を返戻する第２の返戻路であり、前記ヒートシンクは、前記流出路と前記第３の流入路に接続され、前記冷媒供給手段は、前記第１の流入路と前記第１の返戻路に接続され、前記温媒供給手段は、前記第２の流入路と前記第２の返戻路に接続されていることを特徴とする電子部品の温度制御装置が提供される（請求項２４参照）。

本発明では、少なくとも２つの流路に、切替部材に形成された第１の溝を対向させて、それらの流路を連通させるので、複数の流体の流量を精度良く制御することができる。

図１は、本発明の実施形態における電子部品の温度調整装置を示すブロック図である。 図２は、本発明の実施形態におけるバルブ装置を下方から見た斜視図である。 図３は、本発明の実施形態におけるバルブ装置を上方から見た斜視図である。 図４は、図２及び図３に示すバルブ装置の分解側面図である。 図５は、図３のV-V線に沿った断面斜視図である。 図６は、図２及び図３に示すバルブ装置の上部部材の背面図である。 図７は、図６のVII-VII線に沿った断面図である。 図８は、図２及び図３に示すバルブ装置の下部部材の平面図である。 図９は、図８のIX-IX線に沿った断面図である。 図１０は、図８に示す下部部材の背面図である。 図１１は、図８及び図１０のXI-XI線に沿った断面図である。 図１２は、図２及び図３に示すバルブ装置のバルブシャフトの側面図である。 図１３は、図１２に示すバルブシャフトの正面図である。 図１４は、図１３のXIX-XIXに沿った断面図である。 図１５は、本発明の実施形態において第１の回転位置にあるバルブシャフトを示す概略断面図である。 図１６は、本発明の実施形態において第２の回転位置にあるバルブシャフトを示す概略断面図である。 図１７は、本発明の実施形態において第３の回転位置にあるバルブシャフトを示す概略断面図である。 図１８は、本発明の実施形態におけるバルブ装置のバルブシャフトの角度と流体の流量との関係を示すグラフである。 図１９は、本発明の他の実施形態におけるバルブ装置を示す概略平面図である。 図２０は、図１９に示すバルブ装置においてスライドブロックを一方にスライドさせた概略断面図である。 図２１は、図１９に示すバルブ装置においてスライドブロックを他方にスライドさせた概略断面図である。 図２２は、図１９に示すバルブ装置のバルブブロックを示す側面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

先ず、本実施形態に係るバルブ装置４０が使用される電子部品の温度調整装置１について説明する。図１は本実施形態における電子部品の温度調整装置を示すブロック図である。

本実施形態における電子部品の温度調整装置１は、被試験電子部品をテストヘッドのソケット等に押し付けるためのサーマルチャック３０が当該電子部品と接触している間に、冷媒及び温媒を用いてその電子部品の温度を調整するための装置である。冷媒及び温媒としては、例えば、フッ素系不活性液体（例えばスリーエム社製フロリナート（Fluorinert）（登録商標））や水系熱伝導液体（例えばDynalene Inc.社製Dynalene HC-10）等を例示することができる。

この温度調整装置１は、図１に示すように、サーマルチャック３０に冷媒を供給する冷媒供給系１０と、サーマルチャック３０に温媒を供給する温媒供給系２０と、サーマルチャック３０内に設けられ、冷媒及び温媒のそれぞれの流量を調整して混合するバルブ装置４０と、電子部品と接触して熱交換を行うヒートシンク９０と、を備えている。なお、図１において符号ＩＣは電子部品を示す。

冷媒供給系１０は、ポンプ１１、アキュムレータ１２、レギュレータ１３、チェックバルブ１４、及びチラー１５を備えている。この冷媒供給系１０では、ポンプ１１が冷媒を圧送することで、冷媒が系内を循環する。また、その冷媒がチラー１５の熱交換部１５１を通過することで、冷媒が設定温度に冷却される。

温媒供給系２０も同様に、ポンプ２１、アキュムレータ２２、レギュレータ２３、チェックバルブ２４、及びボイラー２５を備えている。この温媒供給系２０でも、ポンプ２１が温媒を圧送することで、温媒が系内を循環する。また、その温媒がボイラー２５の熱交換部２５１を通過することで、温媒が設定温度に加熱される。

チラー１５の熱交換部１５１を通過した冷媒は、冷媒供給配管１６を介してバルブ装置４０に導かれる。同様に、ボイラー２５の熱交換部２５１を通過した温媒も、温媒供給配管２６を介してバルブ装置４０へと導かれる。バルブ装置４０は、電子部品の温度が目標温度となるように冷媒及び温媒の流量をそれぞれ調整して混合し、その混合液をヒートシンク９０に導く。

ヒートシンク９０の内部には、混合液が流通可能なチャンバ９１が形成されている。このチャンバ９１の底面には、冷却／加熱効率を高めるために多数のフィン９２が立設されている。混合液がバルブ装置４０からチャンバ９１内に導かれると、ヒートシンク９０を介して電子部品と混合液との間で熱交換が行われる。そして、使用済みの混合液は、ヒートシンク９０からバルブ装置４０に戻り、それぞれの回収配管１７，２７を介して冷媒供給系１０及び温媒供給系２０に回収される。

次に本実施形態におけるバルブ装置４０の構造について詳細に説明する。図２及び図３は本実施形態におけるバルブ装置の斜視図、図４はそのバルブ装置の分解側面図、図５は図３のV-V線に沿った断面斜視図である。

バルブ装置４０は、図２〜図５に示すように、冷媒供給系１０及び温媒供給系２０の配管１６，１７，２６，２７が接続される上部部材５０と、ヒートシンク９０が取り付けられる下部部材６０と、上部部材５０に回動可能に挿入されたバルブシャフト７０と、バルブシャフト７０を所定角度に回動させるモータ８０（図１参照）と、から構成されている。

図６はバルブ装置の上部部材の背面図、図７は図６のVII-VII線に沿った断面図である。

上部部材５０は、図３に示すように、貫通孔５４が略中央に形成されていると共に、４つの連結口５１ａ〜５１ｄが上面の四隅に形成されている。

第１の連結口５１ａには、冷媒供給系１０の冷媒供給配管１６が連結され、第２の連結口５１ｂには、温媒供給系２０の温媒供給配管２６が連結されている。一方、第３の連結口５１ｃには、冷媒供給系１０の冷媒回収配管１７が連結されており、第４の連結口５１ｄには、温媒供給系２０の温媒回収配管２７が連結されている。

また、図６に示すように、上部部材５０の下面には、６つの流路５２ａ〜５２ｆが形成されている。

第１及び第２の流入路５２ａ，５２ｃはいずれも、上部部材５０の下面において隅部から中央に向かって弓状に屈曲した溝である。第１の流入路５２ａの一端は第１の連結口５１ａに連通しており、冷媒供給系１０から冷媒が流入する。一方、第２の流入路５２ｃの一端は第２の連結口５１ｂに連通しており、温媒供給系２０から温媒が流入する。

これに対し、流出路５２ｂは、第１及び第２の流入路５２ａ，５２ｃと異なり、上部部材５０の下面において直線状に短く延びる溝である。この流出路５２ｂの一端は、下部部材６０の第１の連通孔６２（後述）に連通しており、第１及び第２の流入路５２ａ，５２ｃを介して流入した冷媒及び温媒をヒートシンク９０のチャンバ９１に流出する。この流出路５２ｂは、第１の流入路５２ａと第２の流入路５２ｃとの間に配置されている。

第３の流入路５２ｅも、流出路５２ｂと同様に、上部部材５０の下面において直線状に短く延びる溝である。この第３の流入路５２ｅの一端は、下部部材６０の第２の連通孔６３（後述）に連通しており、ヒートシンク９０のチャンバ９１から使用済みの混合液が流入する。

これに対し、第１及び第２の返戻路５２ｄ，５２ｆはいずれも、第１及び第２の流入路５２ａ，５２ｃと同様に、上部部材５０の下面において隅部から中央に向かって弓状に屈曲した溝である。第１の返戻路５２ｄの一端は第３の連結口５１ｃに連通し、第２の返戻路５２ｆの一端は第４の連結口５１ｄに連通している。使用済みの混合液は、第１及び第２の返戻路５２ｄ，５２ｆを介して冷媒供給系１０や温媒供給系２０に返戻される。

これら６つの流路５２ａ〜５２ｆは、図６及び図７に示すように、貫通孔５４の大径部５５に、実質的に等間隔に放射線状に集合している。また、第１の流入路５２ａと第１の返戻路５２ｄが貫通孔５４を中心として対称に配置されている。同様に、流出路５２ｂと第３の流入路５２ｅは貫通孔５４を中心として対称に配置されており、第２の流入路５２ｃと第２の返戻路５２ｆとが貫通孔５４を中心として対称に配置されている。

図８はバルブ装置の下部部材の平面図、図９は図８のIX-IX線に沿った断面図、図１０は図８に示す下部部材の背面図、図１１は図８及び図１０のXI-XI線に沿った断面図である。

下部部材６０は、図８〜図１１に示すように、略平板状のベース部６１と、ベース部６１の略中央から突出している筒状の集合部６５と、を備えている。

集合部６５は、図８及び図９に示すように、上部部材５０の貫通孔５４の大径部５５に挿入可能な筒状壁６５１を有している。この筒状壁６５１には、６つの開口６５ａ〜６５ｆが実質的に等間隔に形成されている。なお、この集合部６５の内穴６５２には、後述するバルブシャフト７０の大径部７１が挿入される。

上部部材５０と下部部材６０とを組み合わせた際に、第１の開口６５ａは第１の流入路５２ａに対向する。同様に、第２の開口６５ｂが流出路５２ｂに対向し、第３の開口６５ｃが第２の流入路５２ｃに対向し、第４の開口６５ｄが第１の返戻路５２ｄに対向し、第５の開口６５ｅが第３の流入路５２ｅに対向し、第６の開口６５ｆが第２の返戻路５２ｆに対向する。

さらに、図８に示すように、ベース部６１において、集合部６５の第２の開口６５ｂの近傍に第１の連通孔６２が形成されていると共に、集合部６５の第５の開口６５ｅの近傍に第２の連通孔６３が形成されている。なお、上部部材５０と下部部材６０とが組み付けられた際に、第２の開口６５ｂと第１の連通孔６２とが、流出路５２ｂを介して連通すると共に、第４の開口６５ｄと第２の連通孔６３とが、第３の流入路５２ｅを介して連通する。

図１１に示すように、第２の連通孔６３は、ベース部６１を表面６１ａから裏面６１ｂに貫通しており、裏面６１ｂにおいて第２の開口６２２で開口している。特に図示しないが、第１の連通孔６２も同様に、ベース部６１を表面６１ａから裏面６１ｂに貫通しており、裏面６１ｂにおいて第１の開口６２１で開口している。このベース部６１の裏面６１ｂに、保持部材９５によってヒートシンク９０が取り付けられるが、第１の開口６２１がヒートシンク９０のチャンバ９１への入口として機能し、第２の開口６２２が当該チャンバ９１からの出口として機能する。

図１２はバルブ装置のバルブシャフトに示す側面図、図１３は図１２に示すバルブシャフトの正面図、図１４は図１３のXIX-XIX線に沿った断面図、図１５〜図１７は第１〜第３の回転位置にあるバルブシャフトを示す概略断面図、図１８は本実施形態におけるバルブ装置のバルブシャフトの角度と流体の流量との関係を示すグラフである。

バルブシャフト７０は、図１２及び図１３に示すように、一端に大径部７１を有していると共に、他端に小径部７５を有している。この小径部７５には、バルブシャフト７０を所定角度に回転させるためのモータ８０（図１参照）の駆動軸が連結されている。

大径部７１の周面には、図１２〜図１４に示すように、第１の溝７２と第２の溝７３が形成されている。第１の溝７２と第２の溝７３は、バルブシャフト７０の回転軸心を中心として対称位置に形成されている。図１３に示すように、第１の溝７２の開口幅は、周方向に沿って両端に向かって減少している。同様に、特に図示しないが、第２の溝７３の開口幅は、周方向に沿って両端に向かって減少している。

また、図１４に示すように、バルブシャフト７０の大径部７１の内部にはバイパス路７４が貫通している。このバイパス路７４は、第１の溝７２と第２の溝７３の間に形成されており、第１及び第２の溝７１，７２と実質的に平行に配置されている。

このバルブシャフト７０は、図４及び図５に示すように、上部部材５０の貫通孔５４の大径部５５から挿入され、上部部材５０の上面からバルブシャフト７０の小径部７５が突出している。そして、上部部材５０に下部部材６０が組み付けられると、バルブシャフト７０の大径部７１が下部部材６０の集合部６５の内穴６５２内に収容される。

バルブシャフト７０の大径部７１は、集合部６５内に回転可能に収容されており、モータ８０の駆動によって図１５〜図１７に示す第１〜第３の回転位置に連続的に回転することが可能となっている。

図１５に示す第１の回転位置では、バルブシャフト７０の第１の溝７２が第１の流入路５２ａと流出路５２ｂとに対向し、第２の溝７３が第１の返戻路５２ｄと第３の流入路５２ｅとに対向し、第２の流入路５２ｃと第２の返戻路５２ｆとがバイパス路７４を介して連通する。

この第１の回転位置では、第１の流入路５２ａと流出路５２ｂとが第１の溝７２を介して連通しているので、ヒートシンク９０のチャンバ９１に供給される混合液は、冷媒供給系１０から供給される冷媒のみから構成されている。同様に、第１の返戻路５２ｄと第３の流入路５２ｅとが第２の溝７３を介して連通しているので、ヒートシンク９０から流入する使用済みの混合液は、冷媒供給系１０に全て返戻される。

一方、温媒供給系２０から供給される温媒は、ヒートシンク９０に一切供給されず、バイパス路７４及び第２の返戻路５２ｆを介して温媒供給系２０に全て返戻される。このバイパス路７４によって、圧力による温媒の漏洩を抑制するとともに、停滞による温媒の低温化を抑制することができる。

図１６に示す第２の回転位置では、バルブシャフト７０の第１の溝７２が第１の流入路５２ａ、流出路５２ｂ及び第２の流入路５２ｃに対向すると共に、第２の溝７３が第１の返戻路５２ｄ、第３の流入路５２ｅ及び第２の返戻路５２ｆに対向している。なお、この第２の回転位置では、バイパス路７４は何れの流路にも対向していない。

この第２の回転位置では、第１の流入路５２ａ、流出路５２ｂ及び第２の流入路５２ｃが第１の溝７２を介して連通しているので、第１の流入路５２ａを介して冷媒供給系１０から供給される冷媒と、第２の流入路５２ｃを介して温媒供給系２０から供給される温媒とが集合部６５で混合され、その混合液が流出路５２ｂを介してヒートシンク９０のチャンバ９１に流出される。その混合液を構成する冷媒と温媒の比率は５０：５０である。

同様に、この第２の回転位置では、第１の返戻路５２ｄ、第３の流入路５２ｅ及び第２の返戻路５２ｆが第２の溝７３を介して連通しているので、第３の流入路５２ｅを介して集合部６５に流入した混合液は、第１及び第２の返戻路５２ｄ，５２ｆを介して冷媒供給系１０と温媒供給系２０にそれぞれ分配して返戻される。この際の混合液の分配比率も５０：５０である。

図１７に示す第３の回転位置では、バルブシャフト７０の第１の溝７２が流出路５２ｂと第２の流入路５２ｃとに対向し、第２の溝７３が第３の流入路５２ｅと第２の返戻路５２ｆとに対向し、第１の流入路５２ａと第１の返戻路５２ｄとがバイパス路７４を介して連通する。

この第３の回転位置では、流出路５２ｂと第２の流入路５２ｃとが第１の溝７２を介して連通しているので、ヒートシンク９０のチャンバ９１に供給される混合液は、温媒供給系２０から供給される温媒のみから構成されている。同様に、第３の流入路５２ｅと第２の返戻路５２ｆとが第２の溝７３を介して連通しているので、ヒートシンク９０から流入する使用済みの混合液は、温媒供給系２０に全て返戻される。

一方、冷媒供給系１０から供給される冷媒は、ヒートシンク９０に一切供給されず、バイパス路７４及び第１の返戻路５２ｄを介して冷媒供給系１０に全て返戻される。このバイパス路７４によって、圧力による冷媒の漏洩を抑制するとともに、停滞による冷媒の高温化を抑制することができる。

本実施形態では、第１の溝７２の開口幅が、その端部において漸次的に減少しているので、バルブシャフト７０を第２の回転位置から第１の回転位置に回転させる場合に、図１８に示すように、第１の流入路５２ａから流入する冷媒の流量が連続的に増加すると共に、第２の流入路５２ｃから流入する温媒の流量が連続的に減少し、結果的に、流出路５２ｂを介してヒートシンク９０に供給される混合液の流量は実質的に一定となっている。なお、図１８における横軸は、集合部６５に対するバルブシャフト７０の相対角を示す。

同様に、第２の溝７３の開口がその端部において漸次的に減少しているので、バルブシャフト７０を第２の回転位置から第１の回転位置に回転させる場合に、特に図示しないが、第１の返戻路５２ｄに流出する混合液の流量が連続的に増加すると共に、第２の返戻路５２ｆに流出する混合液の流量が連続的に減少し、結果的に、第３の流入路５２ｅを介してヒートシンク９０から流入する混合液の流量は常にほぼ一定となっている。

逆に、バルブシャフト７０を第１の回転位置から第２の回転位置に回転させる場合にも、図１８に示すように、冷媒の流量が連続的に減少するとともに、温媒の流量が連続的に増加し、結果的にヒートシンク９０に供給される混合液の流量が常にほぼ一定となっている。また、第１の返戻路５２ｄに流出する混合液の流量が連続的に減少すると共に、第２の返戻路５２ｆに流出する混合液の流量が連続的に増加し、結果的に、第３の流入路５２ｅを介してヒートシンク９０から流入する混合液の流量は常にほぼ一定となっている。

バルブシャフト７０を第２の回転位置から第３の回転位置に回転させる場合にも、第１の溝７２の開口幅がその端部において漸次的に減少しているので、図１８に示すように、第１の流入路５２ａから流入する冷媒の流量が連続的に減少すると共に、第２の流入路５２ｃから流入する温媒の流量が連続的に増加し、結果的に、流出路５２ｂを介してヒートシンク９０に供給される混合液の流量は実質的に一定となっている。

同様に、第２の溝７３の開口幅がその端部において漸次的に減少しているので、バルブシャフト７０を第２の回転位置から第３の回転位置に回転させる場合にも、特に図示しないが、第１の返戻路５２ｄに流出する混合液の流量が連続的に減少すると共に、第２の返戻路５２ｆに流出する混合液の流量が連続的に増加し、結果的に、第３の流入路５２ｅを介してヒートシンク９０から流入する混合液の流量は実質的に一定となっている。

逆に、バルブシャフト７０を第３の回転位置から第２の回転位置に回転させる場合にも、図１８に示すように、冷媒の流量が連続的に増加するとともに、温媒の流量が連続的に減少し、結果的にヒートシンク９０に供給される混合液の流量が常にほぼ一定となっている。また、第１の返戻路５２ｄに流出する混合液の流量が連続的に増加すると共に、第２の返戻路５２ｆに流出する混合液の流量が連続的に減少し、結果的に、第３の流入路５２ｅを介してヒートシンク９０から流入する混合液の流量は実質的に一定となっている。

以上のように、本実施形態では、少なくとも２つの流路５２ａ〜５２ｃに、バルブシャフト７０に形成された第１の溝７２を対向させて、それらの流路５２ａ〜５２ｃを連通させるので、冷媒及び温媒の流量を精度良く制御することができ、電子部品の良好な温度制御を行うことができる。

なお、バルブシャフト７０に代えて、ブロック状のバルブブロック７０Ｂを用いてバルブ装置を構成してもよい。図１９〜図２０は本発明の他の実施形態におけるバルブ装置を示す概略断面図、図２１はそのバルブ装置に用いられるバルブブロックを示す側面図である。

このバルブブロック７０Ｂは、図１９〜図２１に示すように、集合部６５Ｂの中に設けられており、特に図示しないアクチュエータによってスライド可能となっている。

図２２に示すように、このバルブブロック７０Ｂの一方の側面には、第１の溝７１が形成されている。第１の実施形態と同様に、この第１の溝７１の開口幅は、その端部において漸次的に減少している。図１９〜図２１に示すように、バルブブロック７０Ｂの他方の側面にも、第１の溝７１に対して対称の位置に第２の溝７２が形成されている。特に図示しないが、この第２の溝７２の開口幅も、その端部において漸次的に減少している。また、第１及び第２の溝７１，７２の近傍には第１及び第２のバイパス路７６，７７が貫通している。

バルブ装置によって冷媒と温媒を５０：５０の比率で混合してヒートシンク９０に供給する場合には、図１９に示すように、バルブブロック７０Ｂが集合部６５Ｂ内において略中央に位置する。この状態において、第１の溝７１が、第１の流入路５２ａ、流出路５２ｂ、及び第２の流入路５２ｃに対向すると共に、第２の溝７２が、第１の返戻路５２ｄ、第３の流入路５２ｅ及び第２の返戻路５２ｆに対向する。

これに対し、ヒートシンク９０に冷媒のみを供給する場合には、図２０に示すように、バルブブロック７０Ｂが集合部６５Ｂ内を図中右側にスライドし、第１の溝７１が、第１の流入路５２ａ及び流出路５２ｂに対向すると共に、第２の溝７２が、第１の返戻路５２ｄ及び第３の流入路５２ｅに対向する。この際、第２の流入路５２ｃと第２の返戻路５２ｆは第１のバイパス路７６を介して連通しているので、温媒の漏洩及び低温化を抑制することができる。

また、バルブ装置からヒートシンク９０に温媒のみを供給する場合には、図２１に示すように、バルブブロック７０Ｂが集合部６５Ｂ内を図中左側にスライドし、第１の溝７１が、流出路５２ｂ及び第２の流入路５２ｃに対向すると共に、第２の溝７２が、第３の流入路５２ｅと第２の返戻路５２ｆに対向する。この際、第１の流入路５２ａと第１の返戻路５２ｄは、第２のバイパス路７７を介して連通しているので、冷媒の漏洩及び高温化を抑制することができる。

以上に説明したバルブブロック７０Ｂを備えたバルブ装置では、バルブブロック７０Ｂを集合部６５Ｂ内でスライドさせることで、冷媒と温媒の混合比率を連続的に変えることが可能となっている。

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

例えば、ヒートシンク９０に２つの独立したチャンバを設けて、ヒートシンク９０内で冷媒と温媒を混合せずに独立して流通させてもよい。

また、本発明における回転体の形状は棒状に限定されず、例えば球状であってもよい。

１…温度調整装置
１０…冷媒供給系
１１…ポンプ
１５…チラー
１５１…熱交換部
２０…温媒供給系
２１…ポンプ
２５…ボイラー
２５１…熱交換部
３０…サーマルチャック
４０…バルブ装置
５０…上部部材
５１ａ〜５１ｄ…第１〜第４の連結口
５２ａ〜５２ｆ…第１〜第６の流路
５４…貫通孔
５５…大径部
６０…下部部材
６１…ベース部
６２…第１の連通孔
６３…第２の連通孔
６５…集合部
６５１…筒状壁
６５ａ〜６５ｆ…第１〜第６の開口
７０…バルブシャフト
７１…大径部
７２…第１の溝
７３…第２の溝
７４…バイパス路
８０…モータ
９０…ヒートシンク

Claims (24)

1. 被試験電子部品の温度を調整するための複数の流体の流量を調整するバルブ装置であって、
   流体が流通可能な複数の流路と、
   複数の流路が集合する集合部と、を備え、
   前記集合部は、第１の溝が形成された切替部材を内部に有し、
   前記切替部材は、複数の前記流路のうちの少なくとも２つの流路に前記第１の溝を対向させることで、少なくとも２つの前記流路を連通させ、
   前記第１の溝は、前記第１の溝の端部に向かうに従って前記第１の溝の開口幅が直線状に減少している第１の直線テーパ部を前記第１の溝の両端に有することを特徴とするバルブ装置。
2. 請求項１記載のバルブ装置であって、
   前記切替部材は、前記集合部の内部に回転可能に設けられた回転体であることを特徴とするバルブ装置。
3. 請求項２記載のバルブ装置であって、
   前記回転体は、前記集合部の内部に回転可能に設けられたシャフトであり、
   前記第１の溝は、前記シャフトの周面に形成されていることを特徴とするバルブ装置。
4. 請求項２又は３記載のバルブ装置であって、
   前記回転体には、その回転軸心を中心として前記第１の溝に対して対称な位置に第２の溝が形成されていることを特徴とするバルブ装置。
5. 請求項４記載のバルブ装置であって、
   前記第２の溝は、前記第２の溝の端部に向かうに従って前記第２の溝の開口幅が直線状に減少している第２の直線テーパ部を前記第２の溝の両端に有することを特徴とするバルブ装置。
6. 請求項２〜５の何れかに記載のバルブ装置であって、
   前記回転体は、当該回転体を貫通するバイパス路を有することを特徴とするバルブ装置。
7. 請求項６記載のバルブ装置であって、
   複数の前記流路は、前記集合部に放射状に集合しており、
   前記第１の溝、前記第２の溝、前記バイパス路は、実質的に平行に配置されていることを特徴とするバルブ装置。
8. 請求項２記載のバルブ装置であって、
   複数の前記流路は、
   第１の流路と、
   前記第1の流路に隣接する第２の流路と、
   前記第２の流路に隣接する第３の流路と、を含み、
   前記回転体は、
   前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路とに対向させる第１の回転位置と、
   前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第２の回転位置と、
   前記第１の溝を、前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第３の回転位置と、に回転可能であることを特徴とするバルブ装置。
9. 請求項８記載のバルブ装置であって、
   前記第１の流路は、冷媒が流入する第１の流入路であり、
   前記第２の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方を流出する流出路であり、
   前記第３の流路は、温媒が流入する第２の流入路であることを特徴とするバルブ装置。
10. 請求項９記載のバルブ装置であって、
    前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第１の流入路から流入する冷媒と、前記第２の流入路から流入する温媒とが、前記流出路で混合されることを特徴とするバルブ装置。
11. 請求項９又は１０記載のバルブ装置であって、
    前記第１の溝の開口幅は、前記第１の流入路及び前記第２の流入路から前記流出路に流れる流体の流量が実質的に一定となるように、端部に向かうに従って減少していることを特徴とするバルブ装置。
12. 請求項８〜１１の何れかに記載のバルブ装置であって、
    複数の前記流路は、
    第４の流路と、
    前記第４の流路に隣接する第５の流路と、
    前記第５の流路に隣接する第６の流路と、をさらに含み、
    前記回転体には、第２の溝が形成されており、
    前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路とに対向し、
    前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、
    前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第５の流路と前記第６の流路とに対向することを特徴とするバルブ装置。
13. 請求項１２記載のバルブ装置であって、
    前記第４の流路は、冷媒を返戻する第１の返戻路であり、
    前記第５の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方が流入する第３の流入部であり、
    前記第６の流路は、温媒を返戻する第２の返戻路であることを特徴とするバルブ装置。
14. 請求項１３記載のバルブ装置であって、
    前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第３の流入路から流入した流体を、前記第１の返戻路と前記第２の返戻路とに分配することを特徴とするバルブ装置。
15. 請求項１３又は１４記載のバルブ装置であって、
    前記第２の溝の開口幅は、前記第３の流入路から前記第１の返戻路及び前記第２の返戻路に流れる流体の流量が実質的に一定となるように、端部に向かうに従って減少していることを特徴とするバルブ装置。
16. 請求項１２〜１５の何れかに記載のバルブ装置であって、
    前記回転体は、当該回転体を貫通するバイパス路を有しており、
    前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記バイパス路が前記第３の流路と前記第６の流路とを連通させ、
    前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記バイパス路が前記第１の流路と前記第４の流路とを連通させることを特徴とするバルブ装置。
17. 請求項１２〜１６の何れかに記載のバルブ装置であって、
    前記第１〜第６の流路は、前記集合部に実質的に等間隔に接続されていることを特徴とするバルブ装置。
18. 請求項２〜１７の何れかに記載のバルブ装置であって、
    前記回転体を回転させる回転駆動手段を備えたことを特徴とするバルブ装置。
19. 請求項１記載のバルブ装置であって、
    前記切替部材は、前記集合部の内部にスライド可能に設けられた移動体であることを特徴とするバルブ装置。
20. 請求項１９記載のバルブ装置であって、
    前記移動体には、前記第１の溝に対して対称な位置に第２の溝が形成されていることを特徴とするバルブ装置。
21. 請求項２０記載のバルブ装置であって、
    前記第２の溝は、前記第２の溝の端部に向かうに従って前記第２の溝の開口幅が直線状に減少している第２の直線テーパ部を前記第２の溝の両端に有することを特徴とするバルブ装置。
22. 請求項１９〜２１の何れかに記載のバルブ装置であって、
    前記移動体は、当該移動体を貫通するバイパス路を有することを特徴とするバルブ装置。
23. 被試験電子部品の温度を制御する温度制御装置であって、
    前記被試験電子部品に接触するヒートシンクと、
    冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、
    温媒を前記ヒートシンクに供給する温媒供給手段と、
    前記ヒートシンクと、前記冷媒供給手段及び前記温媒供給手段との間に介装された請求項１〜２２の何れかに記載のバルブ装置と、を備えたことを特徴とする電子部品の温度制御装置。
24. 被試験電子部品の温度を制御する温度制御装置であって、
    前記被試験電子部品に接触するヒートシンクと、
    冷媒を前記ヒートシンクに供給する冷媒供給手段と、
    温媒を前記ヒートシンクに供給する温媒供給手段と、
    前記ヒートシンクと、前記冷媒供給手段及び前記温媒供給手段との間に介装された請求項２に記載のバルブ装置と、を備えており、
    複数の前記流路は、
    第１の流路と、
    前記第1の流路に隣接する第２の流路と、
    前記第２の流路に隣接する第３の流路と、を含み、
    前記回転体は、
    前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路とに対向させる第１の回転位置と、
    前記第１の溝を、前記第１の流路と前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第２の回転位置と、
    前記第１の溝を、前記第２の流路と前記第３の流路とに対向させる第３の回転位置と、に回転可能であり、
    複数の前記流路は、
    第４の流路と、
    前記第４の流路に隣接する第５の流路と、
    前記第５の流路に隣接する第６の流路と、をさらに含み、
    前記回転体には、第２の溝が形成されており、
    前記回転体が前記第１の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路とに対向し、
    前記回転体が前記第２の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第４の流路と前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、
    前記回転体が前記第３の回転位置にある場合に、前記第２の溝が前記第５の流路と前記第６の流路とに対向し、
    前記第１の流路は、冷媒が流入する第１の流入路であり、
    前記第２の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方を流出する流出路であり、
    前記第３の流路は、温媒が流入する第２の流入路であり、
    前記第４の流路は、冷媒を返戻する第１の返戻路であり、
    前記第５の流路は、冷媒又は温媒の少なくとも一方が流入する第３の流入部であり、
    前記第６の流路は、温媒を返戻する第２の返戻路であり、
    前記ヒートシンクは、前記流出路と前記第３の流入路に接続され、
    前記冷媒供給手段は、前記第１の流入路と前記第１の返戻路に接続され、
    前記温媒供給手段は、前記第２の流入路と前記第２の返戻路に接続されていることを特徴とする電子部品の温度調整装置。
    

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