JP4869167B2 - 温度調整用バルブユニット及びそれを用いた温度制御システム - Google Patents

Description

本発明は、温度制御対象に流体を循環させることで温度制御対象の温度を制御する温度制御システムにおいて、同システムに適用される温度調整用バルブユニットに関する。

従来から、温度制御対象に流体を循環させることで温度制御対象の温度を制御する温度制御システムが知られており、従来のシステムを図１９に示す。このシステムでは、流体の循環通路の途中に、加熱部と冷却部と温度制御対象（調温部）とを直列に設ける構成となっている。詳細には、貯蔵タンク２０１内の流体は、ポンプ２０２によって吸入され、加熱部２０３側に吐出される。加熱部２０３は、ヒータ等を備え、温度制御対象２０４に出力する流体を加熱可能となっている。温度制御対象２０４を通過した流体は、冷却部２０５へと出力される。冷却部２０５では、貯蔵タンク２０１に出力する流体を冷却可能となっている。

こうした構成において、温度制御対象２０４に供給される流体の温度を調節することで、温度制御対象２０４に支持されるワーク等の温度が制御される。ここで、ワーク等の温度を上昇させたい場合には、冷却部２０５において流体を冷却せずかつ、加熱部２０３において流体を加熱する。一方、ワーク等の温度を低下させたい場合には、冷却部２０５において流体を冷却してかつ、加熱部２０３では流体を加熱しない。これにより、ワーク等の温度を所望に制御することができる。

なお、従来の温度制御システムとしては、図１９に示したもの以外にも、例えば下記特許文献１に記載されているものもある。
特開２０００−８９８３２号公報

ところで、上記温度制御システムでは、温度制御対象２０４（ワークも同様）の温度を所望の温度に変更するのに長時間を要する。すなわち、温度制御対象２０４の温度を冷却したい場合には、加熱部２０３による加熱を停止するとともに冷却部２０５による冷却を開始する必要があるが、加熱部２０３による加熱の停止後であっても、余熱により加熱部２０３からしばらくは高温の流体が出力される。また、冷却部２０５による冷却を開始したとしても、流体が実際に冷却されるまでには時間を要し、また、貯蔵タンク２０１内の流体の温度が低下するには、更に長時間を要する。このため、温度制御対象２０４の温度を迅速に変更することができず、ひいてはワーク等の温度を迅速に変更することができない。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、流体温度を迅速に変化させることを可能とし、特に温度制御対象に対して温度調整済みの流体を循環供給する温度制御システムに好適に用いることができる温度調整用バルブユニットを提供すること、及びそれを用いた温度制御システムを提供することにある。

以下、上記課題を解決するのに有効な手段等につき、必要に応じて効果等を示しつつ説明する。なお以下では、理解を容易にするため、発明の実施の形態において対応する構成例を括弧書き等で適宜示すが、この括弧書き等で示した具体的構成に限定されるものではない。

手段１．温度制御対象（温度制御対象１０）に流体を循環させることで前記温度制御対象の温度を制御する温度制御システムに適用され、前記流体を加熱して循環させる加熱経路（加熱通路２６）と、前記流体を冷却して循環させる冷却経路（冷却通路２７）と、前記加熱経路及び前記冷却経路を通過することなく前記流体を循環させるバイパス経路（バイパス通路２８）とからそれぞれ流入する流体を混合して流体の温度調整を行う温度調整用バルブユニットであり、
前記加熱経路、前記冷却経路、及び前記バイパス経路にそれぞれ接続される３つの流体通路（ユニット内流体通路Ｒ１）を有するとともに、それら各流体通路を流れる流体流量を調整する流量調整部材（弁部材５４）を有する第１構成部（バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３）と、
前記３つの流体通路からそれぞれ流出する流体を混合する混合通路（混合通路１２１）を有する第２構成部（混合通路ブロックＢ１４）と、
を備えることを特徴とする温度調整用バルブユニット。

手段１の温度調整用バルブユニットによれば、加熱経路、冷却経路、及びバイパス経路を流れる流体が３つの流体通路を通じて取り込まれ、さらにその下流側の混合通路にて混合される。かかる場合、加熱経路を流れる加熱流体と、冷却経路を流れる冷却流体と、バイパス経路を流れるバイパス流体（加熱・冷却されずに循環する流体）とが、３つの流体通路から混合通路に流入するのに伴いいち早く混合される。このとき、３つの流体通路にそれぞれ設けられた流量調整部材の開度調整によって、混合通路よりも上流側で加熱流体と冷却流体とバイパス流体とが所望の流量比（混合比）で混合され、混合通路を通じて流出する流体の温度を迅速に変化させることができる。その結果、本発明の温度調整用バルブユニットは、流体温度を迅速に変化させることを可能とし、特に温度制御対象に対して温度調整済みの流体を循環供給する温度制御システムに好適に用いることができる。

手段２．前記３つの流体通路を同一方向に延びるよう並べて設ける一方、前記混合通路を前記３つの流体通路に交差する方向に設けた手段１に記載の温度調整用バルブユニット。

手段２によれば、３つの流体通路に交差する方向に混合通路が設けられるため、３つの流体通路を流れる流体を好適に混合しつつ、通路長の短縮化を図ることができる。これにより、流体温度変化の迅速化を図ることができる。

また、３つの流体通路に交差する方向に混合通路を設けた構成では、各通路の集約部分において３つの流体通路と混合通路とをいずれも直線通路としつつも各通路の集約が可能となる。つまり、３つの流体通路を１つに集約させる部位において同流体通路にコーナー等を設けたりすることが不要となり、３つの流体通路と、それらが集約する混合通路とを簡易に形成できる。また、これら各通路を形成するための構成をコンパクト化でき、ひいてはバルブユニットの小型化を図ることができる。

手段３．前記第１構成部として、それぞれに前記流体通路及び前記流量調整部材が設けられた３つの上流側ブロック（バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３）を備える一方、前記第２構成部として、前記混合通路が形成された下流側ブロック（混合通路ブロックＢ１４）を備え、前記流体通路の開口端部と前記混合通路の開口端部とを連通させた状態で、前記下流側ブロックに対して前記３つの上流側ブロックを各々結合させた手段１又は２に記載の温度調整用バルブユニット。

手段３によれば、３つの上流側ブロックと１つの下流側ブロックとの結合によって流体通路と混合通路とが連通され、各流体通路から混合通路への流体の流通が可能となっている。この場合、３つに分割された上流側ブロックが下流側ブロックに個別に結合されるため、上流側ブロックが分割されずに一体物である場合に比べて、第１構成部を構成するためのブロック体積を小さくすることができる。これにより、当該温度調整用バルブユニットにおける温度変化の応答性を高めることができる。

手段４．前記下流側ブロックは、前記混合通路が形成される方向を長手方向とする長尺状ブロックよりなり、前記３つの上流側ブロックを、前記下流側ブロックの長手方向に沿って並設した手段３に記載の温度調整用バルブユニット。

手段４によれば、３つの流体通路と混合通路とを形成するための構成をコンパクト化でき、ひいてはバルブユニットの小型化を図ることができる。

手段５．前記３つの上流側ブロックにおいて隣り合うブロック同士の間に熱絶縁手段を設けた手段３又は４に記載の温度調整用バルブユニット。

手段５によれば、３つの上流側ブロックにおいて隣り合うブロック同士の間に熱絶縁手段が設けられるため、それらブロック間における熱伝達が抑制される。したがって、温度調整用バルブユニットにおいて適正なる温度管理が可能となる。

手段６．前記熱絶縁手段は、前記３つの上流側ブロックの側面間に形成される空隙である手段５に記載の温度調整用バルブユニット。

手段６では、要するに３つの上流側ブロックを互いに接触することなく、離間させて設ける構成となっている。この場合、空隙を設けるという簡易な手段によって、所望とする温度管理が実現できる。

手段７．前記上流側ブロックと前記下流側ブロックとを、前記流体通路と前記混合通路とを連通させる連通路（連通路１３２）を有しかつそれら各ブロックの少なくともいずれかよりも熱伝達係数の小さい連結部材（連結部材１３１）を介して連結した手段３乃至６のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。

手段７によれば、上流側ブロックと下流側ブロックとが連結部材により連結されることで、上流側ブロックの流体通路から下流側ブロックの混合通路に向けて、連結部材の連通路を介して流体を流通させることができる。この場合、連結部材の熱伝達係数が上流側ブロック及び下流側ブロックの少なくともいずれかの熱伝達係数よりも小さいため、各ブロックの熱伝達係数よりも大きい場合に比べて、連結部材に熱を伝わりにくくすることができ、連結部材への熱の伝達に起因する流体の温度変化（加熱流体の温度低下や、冷却流体の温度上昇）を抑制できる。すなわち、下流側ブロックの混合通路に至るまでの経路において流体通路内の流体の温度が維持しやすい構成が実現できる。その結果、都度要求される流体温度が変化する際に、下流側ブロックの混合通路から流出する流体の温度を、上流側ブロックの各流体通路を流れる流体によって迅速に変化させることができる。

手段８．前記流量調整部材は、同部材の移動量に対して流体の流量を比例変化させる開閉制御弁を構成するものである手段１乃至７のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。

手段８によれば、流量調整部材が移動すると、その移動量に対して流体の流量が比例変化する。そのため、本バルブユニットを用いたシステムの流量制御における制御精度の向上と、流量混合比制御の特性向上を図ることができる。

手段９．前記第１構成部に、外部装置（電空レギュレータ３８）からの操作エアを導入するエア導入室（圧力制御室８８）を形成し、該エア導入室に導入される操作エアの圧力に応じて前記流量調整部材を作動させる構成とした手段１乃至８のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。

手段９によれば、エア導入室に導入される操作エアの圧力に応じて流量調整部材が作動する。つまり、エアオペレートバルブからなる開閉制御弁を備える構成となっている。この場合、操作エアの導入量を調整することで流量調整部材の位置（弁体ストローク量）を任意に調整できる。これにより、流量調整部材の位置調整を応答良く行わせることができる。

手段１０．前記第１構成部において、前記３つの流体通路のうち加熱用の流体通路と冷却用の流体通路との少なくともいずれかについて前記流量調整部材による通路開閉部の上流側の流体を当該通路開閉部以外の経路にて流出させる流体流出通路（迂回通路１５１、流体流出通路１５２）を形成した手段１乃至９のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。

手段１０によれば、第１構成部において加熱用の流体通路と冷却用の流体通路との少なくともいずれかに流体流出通路を形成したため、その流体流出通路によって、通路開閉部の上流側の流体を当該通路開閉部以外の経路を通じて流出させることが可能となる。なお、流体流出通路は、加熱用の流体通路や冷却用の流体通路よりも通路面積が小さいもの、又は通路途中に絞りが設けられているものであることが望ましい。

上記構成により、加熱又は冷却された流体が流体通路内に滞留することに起因する温度制御性の低下を抑制することができる。すなわち、流量調整部材により通路開閉部が閉状態とされ、加熱用の流体通路を通じての加熱流体の流通、又は冷却用の流体通路を通じての冷却流体の流通が停止されたまま保持される場合には、それら各流体通路において通路開閉部の上流側で加熱流体が滞留しその温度が次第に低下する、又は通路開閉部の上流側で冷却流体が滞留しその温度が次第に上昇することが考えられる。このため、流体の流通が開始された直後においては、上記したような加熱流体の温度低下や冷却流体の温度上昇によって、混合通路における温度変化が遅れるおそれがある。この点、上記構成によれば、流体流出通路を備えることで、通路開閉部の上流側での流体（加熱流体又は冷却流体）の滞留を抑制することができ、その流体の滞留による流体の温度変化（加熱流体の温度低下、又は冷却流体の温度上昇）を抑制できる。すなわち、通路開閉部の上流側において流体通路内の流体の温度が維持しやすい構成が実現できる。その結果、通路開閉部を通じて流体が流通し始めた直後から、混合通路から流出する流体の温度を所望の温度に迅速に変化させることができる。

手段１１．前記流体流出通路として、前記流量調整部材による通路開閉部を挟んでその上流側と下流側とを連通する迂回通路（迂回通路１５１）を形成した手段１０に記載の温度調整用バルブユニット。

手段１１によれば、迂回通路を備えることで、通路開閉部の上流側での流体（加熱流体又は冷却流体）の滞留を抑制することができ、その流体の滞留による流体の温度変化（加熱流体の温度低下、又は冷却流体の温度上昇）を抑制できる。その結果、通路開閉部を通じて流体が流通し始めた直後から、混合通路から流出する流体の温度を所望の温度に迅速に変化させることができる。

手段１２．前記第１構成部と前記第２構成部とからなるユニット構造体（温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２）を複数備える手段１乃至１１のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。

手段１２によれば、複数のユニット構造体を備える構成としたため、温度調整済みの流体を、温度調整用バルブユニットから温度制御対象に対して複数の系統で供給することができる。これにより、温度制御対象において温度の均一化を図ることができる。例えば、温度制御対象において放熱度合いの違いなどから温度分布が生じる場合にも、その温度分布に応じて複数の系統で流体を供給することができ、温度制御対象の温度分布を均一化できる。

また、１つのユニット構造体により流体を供給するバルブユニットと、複数のユニット構造体により流体を供給するバルブユニットとで、温度制御対象に対して同じ流量の流体を供給する場合を想定すると、前者のバルブユニットでは、通路面積を大きくするなどして流体流量（例えば、単位時間当たりの流量）を確保しなければならず、それに伴い流体温度変化の応答性が低下することが懸念される。この点、後者のバルブユニットでは、各ユニット構造体における通路面積が比較的小さくても、本バルブユニットにおける流体流量（例えば、単位時間当たりの流量）を確保することが可能となる。これにより、各ユニット構造体における流体温度変化の応答性を好適に維持しつつ、本バルブユニットの流体供給能力を高めることができる。

手段１３．前記複数のユニット構造体に対してそれぞれ流体を供給する共通の入口通路構造体（入口通路構造体Ｂ３）を備え、前記複数のユニット構造体を前記入口通路構造体により一体に連結した手段１２に記載の温度調整用バルブユニット。

手段１３によれば、入口通路構造体によって複数のユニット構造体が連結されるため、複数のユニット構造体を一体に連結するための連結部材を別途必要としない。したがって、構成の簡素化を図ることができる。

手段１４．前記入口通路構造体は、前記複数のユニット構造体における各第１構成部の３つの流体通路のうち同じ流体を流通させる流体通路について共通に接続される入口通路（入口通路１４１）を備える手段１３に記載の温度調整用バルブユニット。

複数のユニット構造体を備える構成では、温度調整済みの流体は別々の混合通路を介して流出されることが望ましいが、加熱経路、冷却経路及びバイパス経路からの各流体はいずれも共通の入口通路を介して流入されればよい。この点、手段１４によれば、共通の入口通路を有する入口通路構造体を用いた構成とすることにより、構成の簡素化を図りつつ、各ユニット構造体で所望とする流体温度の調整を行うことができる。

手段１５．前記入口通路構造体は、前記複数のユニット構造体を一列に並べた状態でこれらを一体に連結するものであり、前記入口通路構造体には、前記複数のユニット構造体が並ぶ方向に向けて前記入口通路が直線状に形成されている手段１４に記載の温度調整用バルブユニット。

手段１５によれば、複数のユニット構造体で共用される入口通路が直線状に形成されるため、仮にユニット構造体を増やす場合には、入口通路構造体の大きさ（ユニット構造体の並設方向の長さ）と入口通路の直線長さとを変更するのみでよい。したがって、ユニット構造体の数を変更する場合にも簡単に対処できる。

手段１６．手段１乃至１５のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニットを用いた温度制御システムであって、
流体の温度目標値に応じて、前記３つの流体通路に設けられる各流量調整部材のストローク量を制御する制御手段（コントローラ４０）を備えることを特徴とする温度制御システム。

手段１６によれば、上記構成の温度調整用バルブユニットを用いた温度制御システムにおいて、制御手段により各流量調整部材のストローク量（開度操作量）が各々制御されることによって好適なる温度制御を実行できる。

なお、手段１２のように、温度調整用バルブユニットが複数のユニット構造体を備える場合には、そのユニット構造体ごとに個別に制御手段を設けるとともに温度目標値を設定し、各制御手段によって、対応するユニット構造体から流出する流体の温度を各々制御するようにしてもよい。これにより、ユニット構造体ごとに流体温度を適切に制御することができる。

手段１７．前記混合通路を流れる流体の温度を検出する温度検出手段（温度センサ３６）を備え、
前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度に基づいて前記流量調整部材のストローク量を制御する手段１６に記載の温度制御システム。

手段１７によれば、混合通路を流れる流体の温度をモニタしつつ流量調整部材のストローク量が制御されるため、流体の温度目標値が変更されても、都度適正な温度制御を実現できる。このとき、例えば、検出温度が温度目標値に一致するよう温度フィードバック制御が実行されるとよい。

手段１８．前記制御手段は、前記温度検出手段により検出した流体温度が前記温度目標値よりも低い場合には、前記温度調整用バルブユニットにおいて前記加熱経路及び前記バイパス経路に接続された各流体通路の流量調整部材についてストローク量を制御し、前記温度検出手段により検出した流体温度が前記温度目標値よりも高い場合には、前記温度調整用バルブユニットにおいて前記冷却経路及び前記バイパス経路に接続された各流体通路の流量調整部材についてストローク量を制御する手段１７に記載の温度制御システム。

手段１８によれば、流体温度を上昇させる場合には、加熱用及びバイパス用の各流体通路に設けられた流量調整部材についてストローク量が制御される。したがって、冷却用の流体通路に設けられた流量調整部材についてもストローク量が制御される場合に比べて、温度制御に要するエネルギ消費量を低減することができる。また、流体温度を下降させる場合には、冷却用及びバイパス用の各流体通路に設けられた流量調整部材についてストローク量が制御される。したがって、加熱用の流体通路に設けられた流量調整部材についてもストローク量が制御される場合に比べて、温度制御に要するエネルギ消費量を低減することができる。

（第１の実施形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施形態を図面に従って説明する。

図１に、本実施形態にかかる温度制御システムの全体構成を示す。図示される温度制御システムは、例えば半導体製造装置等にて使用される流体について温度制御を行うものである。その他、生物工学の分野や化学工業の分野における加工・製造工程や、生物学・化学実験、更には精密機器の製造工程等において用いられるものでもよい。

図１の温度制御システムは、要するに温度制御対象１０に流れる流体の温度を調整することで、当該温度制御対象１０の温度を所望の温度に制御するものであり、その温度制御対象１０に流体を供給するための構成として加熱・冷却ユニット２０と温調バルブユニット３０とコントローラ４０とが設けられている。温度制御対象１０、加熱・冷却ユニット２０及び温調バルブユニット３０は流体循環通路によって接続されており、その循環通路を流体が循環することで、温度制御対象１０に対して、所望の温度に調整済みの流体が順次供給される。なお、流体は、非圧縮性の流体であって、熱エネルギの交換を仲介する液状媒体（液状温度媒体）である。

温度制御対象１０は、例えば、ワーク（製造物）を載せた状態で支持可能な温調プレートからなり、その温調プレートとワークとの間で熱交換が行われてワーク温度が適宜調整されるようになっている。詳しくは、温度制御対象１０（温調プレート）の内部には、温調バルブユニット３０から供給される流体が流通する内部通路１１が設けられており、この内部通路１１を流れる流体の熱が温度制御対象１０に伝達され、その結果としてワーク温度が調整されるようになっている。

また、温度制御対象１０には、内部通路１１から排出される流体が流れる排出通路１２が接続され、その排出通路１２が加熱・冷却ユニット２０に接続されている。加熱・冷却ユニット２０は、タンク２１と、ポンプ２２と、加熱装置２３と、冷却装置２４とを備えている。タンク２１は、温度制御対象１０から排出される流体を排出通路１２を介して回収する容器である。タンク２１は、本システムを循環する流体を全て回収可能で、しかもその回収状態で上部に隙間が確保されるだけの容積を持つものであり、その隙間が存在することで、温度変化に起因した流体の体積変化が生じたとしても、この体積変化が圧縮性流体としての気体によって吸収される。したがって、流体の体積変化によって流体の循環（流動）に悪影響が及ぶことが回避されるようになっている。

タンク２１には、同タンク２１内の流体を送出する送出通路２５が接続されており、その送出通路２５上にポンプ２２が設けられている。ポンプ２２は、タンク２１内の流体をくみ上げて下流側に給送する。ポンプ２２は、例えばダイアフラムポンプや、渦流ポンプ、カスケードポンプ等である。

送出通路２５は、ポンプ２２の下流側で三方に分岐されており、それぞれ加熱通路２６、冷却通路２７、バイパス通路２８となっている。加熱通路２６の途中には加熱手段としての加熱装置２３が設けられており、流体が加熱通路２６を通過する際、同流体が加熱装置２３により加熱される。また、冷却通路２７の途中には冷却手段としての冷却装置２４が設けられており、流体が冷却通路２７を通過する際、同流体が冷却装置２４により冷却される。

なお、加熱装置２３の加熱源、冷却装置２４の冷却源としては任意の手段を用いることができ、例えば、所定温度に加熱された加熱媒体（温水、加熱油、熱媒体等）を用いて流体の加熱が行われる。また、所定温度に冷却された冷却媒体（冷水、冷却油、冷媒等）を用いて流体の冷却が行われる。

バイパス通路２８の途中には、加熱装置２３及び冷却装置２４がいずれも設けられていない。したがって、流体がバイパス通路２８を通過する際には、同流体が加熱又は冷却されることなく温度一定のまま通過する。

温調バルブユニット３０は、加熱通路２６を流通する加熱流体の流量を調整する加熱用バルブ３１と、冷却通路２７を流通する冷却流体の流量を調整する冷却用バルブ３２と、バイパス通路２８を流通するバイパス流体（非加熱冷却流体）の流量を調整するバイパス用バルブ３３とを備えている。これら各バルブ３１〜３３は、各通路２６〜２８に接続されたユニット内流体通路の流路面積をそれぞれ可変に調整できる流量調整バルブよりなり、各バルブ３１〜３３の開度を個別に制御することにより、各通路２６〜２８とそれに通じるユニット内流体通路とをそれぞれ通過する流体流量が調整可能となっている。

温調バルブユニット３０において、ユニット内流体通路（加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８にそれぞれ通じる流体通路）は、各バルブ３１〜３３の下流側（各ユニット内流体通路の終端部）で１つに統合され、その通路統合部（流体混合部）が、温度制御対象１０に対して流体を供給する供給通路３５に通じる構成となっている。このとき、各バルブ３１〜３３の開度を個別に制御することに伴い、加熱通路２６から流入する加熱流体、冷却通路２７から流入する冷却流体、及びバイパス通路２８から流入するバイパス流体の混合比率（流量比）が調整され、その調整によって、温調バルブユニット３０から供給通路３５に流出する流体の温度が調整されるようになっている。特に本実施形態では、温調バルブユニット３０において、流体流量を一定としつつ、加熱流体、冷却流体、及びバイパス流体の混合比が変更されて流体温度が調整される構成となっている。

温調バルブユニット３０において、加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３は、例えばエアオペレートバルブにより構成され、弁体駆動部としてバルブ３１〜３３ごとに電空レギュレータ３８が設けられている。つまり、各バルブ３１〜３３の開度は、各電空レギュレータ３８の駆動により制御される。

供給通路３５は温度制御対象１０に接続されており、温調バルブユニット３０から流出する流体、すなわち温度調整された流体が、供給通路３５を通じて温度制御対象１０に供給される。供給通路３５には、その通路３５内を流れる流体の温度（後述する混合通路１２１を流れる流体の温度も同意）を計測するための温度センサ３６が設けられている。

ちなみに、本システムにおいて、上述した排出通路１２、送出通路２５、加熱通路２６、冷却通路２７、バイパス通路２８、供給通路３５の各通路は、温度制御対象１０、加熱・冷却ユニット２０（詳しくはタンク２１、ポンプ２２、加熱装置２３及び冷却装置２４）、温調バルブユニット３０にそれぞれ接続される金属製又は樹脂製の配管により構成されている。

また、コントローラ４０は、加熱・冷却ユニット２０や温調バルブユニット３０の駆動を制御するための制御装置を構成する。コントローラ４０は、ＣＰＵや各種メモリ等を有してなる演算部としてのマイクロコンピュータを備えており、このコントローラ４０に、温度センサ３６により検出される温度情報やその他各通路の流量情報等が逐次入力される。コントローラ４０は、温度情報や流量情報等に基づいて加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３の各々のバルブ開度を制御すべく、電空レギュレータ３８の駆動状態を制御する。このとき、コントローラ４０は、他のコントローラや管理装置等から送信されてくる温度の要求値（温度制御対象１０の要求温度Ｔｒ）に応じて各バルブ３１〜３３のバルブ開度を算出し、その算出したバルブ開度に基づいて電空レギュレータ３８を駆動させる。これにより、温調バルブユニット３０における流出流体の温度が適宜調整され、ひいては温度制御対象１０の温度が望みとおりに制御されることとなる。

特に本実施形態では、要求温度Ｔｒに応じて目標値Ｔｔを設定するとともに、温度センサ３６の検出信号を基に算出した供給通路３５の流体温度（検出値Ｔｄ）を目標値Ｔｔに一致させるようフィードバック制御を実行する。これにより、要求温度Ｔｒが変化しても、温度制御対象１０の温度を迅速に変化させることができる。

ここで、上述のとおり加熱通路２６及び冷却通路２７に加えて、バイパス通路２８を備える構成によれば、温度制御対象１０の温度を所定値に維持する際のエネルギ消費量を低減することができる。以下、これについて説明する。

温度制御対象１０内を循環する流体を水とし、加熱通路２６内の流体温度が「７０℃」、冷却通路２７内の流体温度が「１０℃」であるとし、温度制御対象１０内を流動する流体の流量を「２０Ｌ／分」とする。また、供給通路３５の流体温度Ｔｄを「４０℃」に制御して定常状態が実現しており、温度制御対象１０から流出する流体の温度が「４３℃」に上昇しているとする。この場合、冷却通路２７及びバイパス通路２８の流体を用い、かつ加熱通路２６の流体を用いないことで、温度制御対象１０の流体温度を低下させることができる。かかる場合のエネルギ消費量について考察する。

冷却通路２７から温調バルブユニット３０を介して供給通路３５に流出する流体の流量を「Ｗａ」とすると以下の式が成立する。
２０（Ｌ／分）×４０（℃）
＝１０（℃）×Ｗａ＋４３（℃）×（２０−Ｗａ）
これから、Ｗａ≒「１．８Ｌ／分」となる。

このため、冷却装置２４において消費されるエネルギ消費量Ｑａは以下となる。
Ｑｃ＝（４３−１０）×１．８×６０（秒）÷（８６０：変換係数）
＝４．１ｋＷ
これに対し、バイパス通路２８を備えない構成の場合、冷却装置２４のエネルギ消費量Ｑａと加熱装置２３のエネルギ消費量Ｑｃは以下のようになる。
Ｑａ＝（４３−１０）×１０（Ｌ／分）×６０（秒）÷８６０≒２３ｋＷ
Ｑｃ＝（７０―４３）×１０（Ｌ／分）×６０（秒）÷８６０≒１９ｋＷ
したがって、エネルギ消費量Ｑは、「４２ｋＷ」となり、バイパス通路２８を設ける場合のおよそ「１０」倍となる。

次に、コントローラ４０による温度制御について説明する。図２は、温度制御の概要を表す機能ブロック図である。

図２において、目標値設定部Ｍ１は、他のコントローラや管理装置等から送信されてくる温度制御対象１０の要求温度Ｔｒに基づいて目標値Ｔｔを設定する。このとき、基本的には、要求温度Ｔｒを目標値Ｔｔとする。

ただし、要求温度Ｔｒが所定の変動幅を超えて変化する過渡時には、フィードバック制御の応答性を向上させるべく、加熱装置２３の加熱設定温度ＴＡ付近、又は冷却装置２４の冷却設定温度ＴＢ付近に目標値Ｔｔを設定する。すなわち、要求温度Ｔｒが所定の変動幅を超えて上昇側に変化する場合には、目標値Ｔｔを「ＴＡ−α（オフセット値）」とする。また、要求温度Ｔｒが所定の変動幅を超えて下降側に変化する場合には、目標値Ｔｔを「ＴＢ＋β（オフセット値）」とする。過渡時においては、要求温度Ｔｒの変化から所定時間が経過するまで、上記のごとく加熱装置２３の加熱設定温度ＴＡ付近、又は冷却装置２４の冷却設定温度ＴＢ付近に目標値Ｔｔが設定される。

また、フィードバック演算部Ｍ２は、目標値設定部Ｍ１にて設定した目標値Ｔｔと、供給通路３５の流体温度の検出値Ｔｄとに基づいてフィードバック制御量ＦＢを算出する。フィードバック制御量ＦＢは、検出値Ｔｄの目標値Ｔｔに対する乖離度合い（偏差＝目標値Ｔｔ−検出値Ｔｄ）に基づき算出される制御量である。本実施形態では、検出値Ｔｄと目標値Ｔｔとの偏差に基づくＰＩＤ（比例積分微分）演算によってフィードバック制御量ＦＢを算出する。

開度操作量変換部Ｍ３は、フィードバック演算部Ｍ２にて算出したフィードバック制御量ＦＢを、加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３の各操作量（開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃ）に変換する。図３には、フィードバック制御量ＦＢと各バルブ３１〜３３の開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃとの関係を示しており、この関係を用いて開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが求められる。なお図３では、加熱用バルブ３１の開度操作量Ｖａを一点鎖線で示し、冷却用バルブ３２の開度操作量Ｖｂを二点鎖線で示し、バイパス用バルブ３３の開度操作量Ｖｃを実線で示している。

ここで、Ｔｔ＞Ｔｄであり、フィードバック制御量ＦＢが正となる領域では、そのフィードバック制御量ＦＢに応じて加熱用バルブ３１の開度操作量Ｖａとバイパス用バルブ３３の開度操作量Ｖｃとが図示のごとく可変設定される（ただし、冷却用バルブ３２の開度操作量Ｖｂは全閉のまま保持される）。このとき、フィードバック制御量ＦＢが大きくなるほど、加熱用バルブ３１の開度操作量Ｖａが単調増加し、バイパス用バルブ３３の開度操作量Ｖｃが単調減少する。なお、フィードバック制御量ＦＢが正側の規定値Ｋ１を超える領域では、Ｖａ＝全開、Ｖｂ，Ｖｃ＝全閉とされる。

また、Ｔｔ＜Ｔｄであり、フィードバック制御量ＦＢが負となる領域では、そのフィードバック制御量ＦＢに応じて冷却用バルブ３２の開度操作量Ｖｂとバイパス用バルブ３３の開度操作量Ｖｃとが図示のごとく可変設定される（ただし、加熱用バルブ３１の開度操作量Ｖａは全閉のまま保持される）。このとき、フィードバック制御量ＦＢが小さくなる（言い換えれば負側に大きくなる）ほど、冷却用バルブ３２の開度操作量Ｖｂが単調増加し、バイパス用バルブ３３の開度操作量Ｖｃが単調減少する。なお、フィードバック制御量ＦＢが負側の規定値Ｋ２を超える領域では、Ｖｂ＝全開、Ｖａ，Ｖｃ＝全閉とされる。

図３では、３つの通路から流出する合計の流量が一定となるよう、すなわちフィードバック制御量ＦＢの値によって変化しないように開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃが規定されている。具体的には、フィードバック制御量ＦＢに関係なく、「Ｖａ＋Ｖｂ＋Ｖｃ」が常に一定値となるよう規定されている。

そして、開度操作量変換部Ｍ３にて算出された開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃにより加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３が駆動される。上記制御によれば、目標値Ｔｔに対して検出値Ｔｄが低いほど、加熱通路２６から流入する流体流量が増え、供給通路３５の流体の温度上昇が促される。また、目標値Ｔｔに対して検出値Ｔｄが高いほど、冷却通路２７から流入する流体流量が増え、供給通路３５の流体の温度下降が促される。

加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３の開度制御に際しては、上記のごとく算出された開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づいて各電空レギュレータ３８の駆動が制御される。このとき、都度の開度操作量Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃに基づいて各電空レギュレータ３８の操作エア圧力が調整され、その操作エア圧力の調整に伴い各バルブ３１〜３３の弁体ストローク量が制御される。これにより、各バルブ３１〜３３の開度が制御されるようになっている。

ところで、温度制御対象１０において温度調整部として複数の内部通路１１を設け、それら複数の内部通路１１ごとに温調バルブユニット３０から流体（温度調整後の流体）を供給することも考えられる。温度制御対象１０が比較的大型である場合（ワーク載置面の面積が比較的大きい場合）には、内部通路１１を複数に分割して設けることが望ましい。この場合、複数の内部通路１１による複数の温度制御エリアをワーク載置面上で横並びとなるよう設けるとよい。又は、少なくとも１つの内部通路１１を環状に設けるとともにその内側に他の内部通路１１を設けることで、ワーク載置面上で複数の温度制御エリアを内外多重に設けるとよい。このように温度制御対象１０に複数の内部通路１１（温度調整部）が設定される場合、温調バルブユニット３０として複数系統の流体混合部を組み合わせた構成が採用される。その他、複数の温度制御対象１０（温調プレート）に対してそれぞれ流体（温度調整後の流体）を供給する場合にも、同様に、温調バルブユニット３０として複数系統の流体混合部を組み合わせた構成が採用される。

図４には、２系統の流体混合部を有する温調バルブユニット３０を用いたシステムの概要を示す。

図４では、前述の図１との相違点として、温度制御対象１０において温度調整部としての２つの内部通路１１が設けられている。そして、温調バルブユニット３０では、２つの内部通路１１に対応させて２つの流体混合部ＸＡ，ＸＢが設けられている。これらの流体混合部ＸＡ，ＸＢは、それぞれに流体混合・調温機能を有している。

加熱・冷却ユニット２０から温調バルブユニット３０に対しては、前述のとおり加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８を通じてそれら各通路を流れる流体が供給される。ただし本構成では、温調バルブユニット３０内において、加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８にそれぞれ接続されるユニット内流体通路が各々二方に分岐されており、その分岐したユニット内流体通路によって、加熱流体、冷却流体及びバイパス流体が２つの流体混合部ＸＡ，ＸＢに分配供給されるようになっている。

２つの流体混合部ＸＡ，ＸＢにおいては、それぞれに加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３が設けられており、それら各バルブがコントローラ４０によって個別に制御されるようになっている。

次に、上述した温度制御システムに用いられる温調バルブユニット３０の構成について詳しく説明する。以下の説明では、２つの流体混合部を有する温調バルブユニット３０（図４のシステム構成図に示した構成）を用いたシステムについて説明する。

図５は、温調バルブユニット３０の全体を示す斜視図である。図６は、同じく温調バルブユニット３０を四方から見た四面図であり、（ａ）を正面から見た正面図とし、それを基準に（ｂ）に上面図を、（ｃ）に下面図を、（ｄ）に側面図を示している。また、図７〜図９は、温調バルブユニット３０の内部構造を詳細に示す断面図であり、このうち図７は図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図、図８は図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図、図９は図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

図５及び図６に示すように、温調バルブユニット３０は、大別して２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２と、１つの入口通路構造体Ｂ３とから構成されており、図５において左右方向に長尺に延びる入口通路構造体Ｂ３に対して２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２が組み付けられるものとなっている。温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２は、同様の構成を有するものであり、入口通路構造体Ｂ３の長手方向（図５の左右方向）に並ぶようにして、かつその長手方向中央部（図５の左右方向中央部）を境に左右対称に設けられている。

温調通路構造体Ｂ１（Ｂ２も同様）は、主要な構成として、いずれも同様の構成を有し３連に設けられるバルブブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３と、それらバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に共通に結合される混合通路ブロックＢ１４とを備えている。なお、図５等では、便宜上、温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２とも、各ブロックＢ１１〜Ｂ１４等について同じ符号を付している。

バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３は、全体として略直方体状をなしており、それら各ブロックＢ１１〜Ｂ１３の側面同士が近接対向するようにして組み付けられている。また、混合通路ブロックＢ１４は、全体として長尺の略直方体状をなしている。この場合、混合通路ブロックＢ１４の長手方向に沿って各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３を並べ、その状態で各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４とを連結することで、これら各ブロックＢ１１〜Ｂ１４が一体化されるようになっている。各ブロックＢ１１〜Ｂ１４を一体化した状態では、３連のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の並設方向の側面間の長さ（図６（ｂ）のＬ１）と、混合通路ブロックＢ１４の長手方向の長さ（図６（ｂ）のＬ２）とが同一となっている。

次に、温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２の内部構造を図７〜図１１に基づいて説明する。なお、図１０は、温調通路構造体Ｂ１の内部構造を示す図７（図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図）のうちバルブブロックＢ１１の内部構造について拡大して示す断面図であり、図１１は、同じく温調通路構造体Ｂ１の内部構造を示す図８（図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図）のうちバルブブロックＢ１１の内部構造について拡大して示す断面図である。

まずはバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の内部構造について説明する。各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３には、図４に示す加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８にそれぞれ接続されるユニット内流体通路と、その流体通路を流れる流体流量を調整する流量調整部材（弁部材）とが設けられ、これら各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３によって加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３が構成されるものとなっている。流量調整部材の駆動方式としては、エアオペレート方式が採用される。

図１０及び図１１に示すように、バルブブロックＢ１１は、２つのハウジング５１，５２とカバー５３とを有しており、それらが図の上下方向に積層して一体化されている。各ハウジング５１，５２とカバー５３とは、それらが重なる部位（接合される部位）で外形及びその大きさが同一となっており、それらの組み付け状態では全体として直方体状となっている。両ハウジング５１，５２及びカバー５３は、その積層方向に延びる中空部を有しており、その中空部に弁部材５４が往復移動可能に設けられている。なお、以下の説明では、ハウジング５１を上側ハウジング５１、ハウジング５２を下側ハウジング５２とも言うこととする。

下側ハウジング５２には、図の上方（上側ハウジング５１側）に開口する略円柱状のシリンダ部６１が形成されるとともに、そのシリンダ部６１に連通する２つの流路６２ａ，６２ｂが形成されている。これら２つの流路６２ａ，６２ｂはいずれも円形の開口断面を有し、異なる２方向に形成されている。流体の流れる向きからすれば一方の流路６２ａが上流側、他方の流路６２ｂが下流側となっている。

シリンダ部６１の上部には弁支持部材６３が設けられている。この弁支持部材６３は中空円柱状をなしており、その中央部には弁支持孔６４が形成されている。弁支持部材６３は、上下２つのパーツ６３ａ，６３ｂが複数のネジ６５により組み付けられることで構成されている。一方のパーツ６３ａには、その内周部及び外周部に凹溝６３ｃ，６３ｄが形成されており、各凹溝６３ｃ，６３ｄに環状のシール部材６６，６７が収容されている。また、パーツ６３ａの内周部においてパーツ６３ｂとの接合部に形成された凹溝６３ｅにはシール部材６８が収容されている。

なお、弁支持部材６３に組み付けられる３つのシール部材６６〜６８のうち、シール部材６６，６７はゴム製の弾性シール材により構成されるのに対し、シール部材６８は、環状でかつ断面Ｕ字状の金属コアを有するシール材（いわゆる、オムニシール）により構成されている。かかる場合、一方のパーツ６３ａにシール部材６８を装着し、その後他方のパーツ６３ｂを組み付けることで、凹溝６３ｅへのシール部材６８の組み込みが行われるようになっている。

シリンダ部６１に弁支持部材６３が組み付けられることにより、シリンダ部６１内に流体室６９が形成されている。流路６２ａ，６２ｂは、この流体室６９からそれぞれ直交する２方向に延びるようにして形成されている。この場合、流路６２ａ，６２ｂ及び流体室６９によりユニット内流体通路Ｒ１が形成され、この流体通路Ｒ１に、図４（図１も同様）に示す加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８のいずれかから流体（加熱流体、冷却流体、バイパス流体のいずれか）が流入されるようになっている。

また、上側ハウジング５１には、図の上方（カバー５３側）に開口するシリンダ部７１が形成されており、そのシリンダ部７１の底部となるハウジング下板部７２には、シリンダ部７１と同軸（中心位置が同一）でかつシリンダ径よりも小径の弁支持孔７３が形成されている。弁支持孔７３は、上述した弁支持部材６３の弁支持孔６４と同軸でかつ同径の貫通孔となっている。弁支持孔７３の内周部には凹溝７３ａが形成されており、その凹溝７３ａに環状のシール部材７４が収容されている。

カバー５３には、弁支持孔７６ａを有するガイド７６が組み付けられている。その弁支持孔７６ａは、上述した弁支持部材６３の弁支持孔６４や上側ハウジング５１の弁支持孔７３と同軸の貫通孔となっている。

なお、両ハウジング５１，５２及びカバー５３は、ネジ等の固定具（図示略）により一体的に連結されている。

例えば、下側ハウジング５２はフッ素系樹脂等の合成樹脂材料により形成され、上側ハウジング５１及びカバー５３はステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料により形成されている。ただし、下側ハウジング５２は、本バルブユニット３０を流れる流体（液体）に接触しても腐食等が生じない耐腐食性を有する材料により構成されればよく、ステンレス鋼など、耐腐食性の高い金属を用いることも可能である。

弁部材５４は、ロッド８１と弁体８２とを一体化して構成されており、ロッド８１の一端（図では下端）に弁体８２が連結されている。ロッド８１は、２つのロッド部８３，８４からなり、それらが端部同士で連結されることにより長尺状のロッド８１が構成されている。なお、以下の説明では、上側のロッド部８３を上ロッド部８３、下側のロッド部８４を下ロッド部８４とも言う。

下ロッド部８４には、シリンダ部７１の内径と同一の外形寸法を有する略円板状のピストン部８６が形成されており、そのピストン部８６の外周部がシリンダ部７１の内面に接触している。ピストン部８６の外周部には凹溝８６ａが形成されており、その凹溝８６ａにシール部材８７が収容されている。

ロッド８１において、上ロッド部８３は、カバー５３に設けたガイド７６の弁支持孔７６ａに挿通され、下ロッド部８４は、上側ハウジング５１の弁支持孔７３と下側ハウジング５２に設けた弁支持部材６３の弁支持孔６４とに挿通されている。

また、ハウジング下板部７２とロッド８１のピストン部８６との間には圧力制御室８８が形成されている。圧力制御室８８には、上側ハウジング５１に形成されたエア導入通路５１ａを介して外部から操作エアが導入され、それにより圧力制御室８８内のエア圧力が調整される。一方、カバー５３とロッド８１のピストン部８６との間にはスプリング室８９が形成されており、そのスプリング室８９内には渦巻きコイル状のスプリング９０が配設されている。したがって、ロッド８１には、圧力制御室８８内のエア圧力とスプリング９０の付勢力とが相反する方向に作用し、それらの力のバランスによってロッド８１の位置が調整される。

弁体８２は、ロッド８１の下端部に連結されて設けられており、ロッド８１と共に図の上下方向に往復動作する。弁体８２は、下側ハウジング５２内に形成された流体室６９内に設けられており、同流体室６９に連通する流路６２ａの開口部を開閉する。流路６２ａは、弁部材５４の移動方向と同方向に延び、さらに弁体８２の軸中心と流路６２ａの通路中心とが同一になるよう設けられている。

かかる構成において、弁部材５４（ロッド８１及び弁体８２）が開弁方向に移動することにより、流路６２ａが開いて同流路６２ａを介して流体が流通する。このとき、弁体８２の動作位置に応じて流路６２ａの開口面積が連続的に変更され、その開口面積の変更に伴い、流路６２ａを介して流通する流体流量が調整されるようになっている。

詳細には、弁体８２は、下側ハウジング５２において流路６２ａの周囲に形成された平坦状の弁座５２ａに当接する弁本体部９１と、その弁本体部９１から突出形成された略円錐状の突起部９２とを有している。弁本体部９１には、弁座５２ａとの接触面側に環状の凹溝９３が形成されており、その凹溝９３にシール部材９４が配設されている。図１０及び図１１には、説明の便宜上、弁体８２が所定の開弁位置にある状態を示すが、弁体８２が閉弁位置にある状態では、シール部材９４の潰れ変形を伴いつつ弁本体部９１が弁座５２ａに当接する。このとき、突起部９２の全体が流路６２ａ内に入り込んだ状態となる。そして、弁体８２が開弁方向（図の上方向）に移動することにより、弁本体部９１が弁座５２ａから離間する。このとき、突起部９２は、弁体８２の移動に伴い少しずつ流路６２ａ内から流体室６９側に出て行くことになる。なお、突起部９２によって流量調整部が構成されている。

図１２には、弁体８２の構成を拡大して示している。図１２に示すように、突起部９２において、その基端部（すなわち、弁本体部９１との接続部分）には、外径寸法が同一である同径部９２ａが形成されるとともに、その同径部９２ａよりも先端側には、外径寸法が徐々に小さくなる縮径部９２ｂが形成されている。ここで、同径部９２ａの外径寸法Ｄ１は、流路６２ａの外径寸法Ｄ２（図１０参照）に対して、Ｄ１＜Ｄ２の関係となっている。また、縮径部９２ｂの外径寸法Ｄ３は、縮径部９２ｂの縦断面形状が円弧状をなすようして、突起部９２の先端側ほど（すなわち、弁本体部９１から離れるほど）徐々に小さくなるものとなっている。縮径部９２ｂは、その縦断面外周部が、図のＰ１を中心とする半径Ｒの円弧となるよう形成されている。なお、Ｐ１は、少なくとも弁本体部９１を挟んで突起部９２とは逆側に設定される円弧中心点である。

ここで、弁体８２の開閉位置（すなわち、弁体ストローク量）と流路６２ａを流れる流体流量との関係について図１３と図１４とを用いて説明する。図１３において、（ａ）は弁体８２が全閉位置にある状態を、（ｂ）は弁体８２が中間開度位置にある状態を、（ｃ）は弁体８２が全開位置にある状態を、それぞれ示している。また、図１４には、弁体ストローク量と流体流量との関係を規定した流量特性を示している。

図１３（ａ）に示す状態では、弁体８２が全閉位置にあり、言うまでもなく流体流量は０となる。これに対し、（ｂ）に示す状態では、弁体８２の突起部９２の先端側一部が流路６２ａ内に残っている。この状態では、流路６２ａの開口面積（流体室６９側の開口部面積）が、突起部９２の横断面の面積分だけ減じられることとなる。このとき、流路６２ａの外径寸法Ｄ２と、流路６２ａの開口位置における突起部９２（縮径部９２ｂ）の外径寸法Ｄ３とに応じて流路開口面積が決まり、その流路開口面積に相当する流量分の流量が流路６２ａを通じて流れる。

また、（ｃ）に示す状態では、弁体８２の突起部９２が全て流路６２ａから出た状態となっている。したがって、流路６２ａの開口面積に相当する流量分の流量が流路６２ａを通じて流れる。

図１４によれば、弁体ストローク量に対して流体流量が比例変化し、流量特性としてリニア特性が実現できることが分かる。これは、弁体８２のストロークに対して流路６２ａの開口面積（流路６２ａの外径寸法Ｄ２と、流路６２ａの開口位置における突起部９２の外径寸法Ｄ３とに応じて決まる流路開口面積）が比例変化することに由来する。

ちなみに、図１４中一点鎖線で示す流量特性は、ボールバルブを利用した従来のバルブユニットにおける流量特性を示しており、従来のバールバルブ構造ではリニア特性が実現できないことが確認できる。

図１０及び図１１を用いた説明に戻り、上下の各ハウジング５１，５２の側面には、弁体ストローク量を検出するための位置検出器１０１が設けられている。位置検出器１０１は、ケース１０２と、そのケース１０２内に収容された位置センサ１０３とを備えている。位置センサ１０３は、センサ本体１０３ａと、このセンサ本体１０３ａに対して突出方向又は没入方向に移動可能な可動ロッド１０３ｂとを有している。可動ロッド１０３ｂは、図示しない付勢手段（スプリング等）によりセンサ本体１０３ａから突出する方向に付勢されており、先端部が押圧されることにより出没量が変更される。

弁体ストローク検出に関する構成として詳しくは、弁部材５４において弁体８２と逆側の端部（図の上端部）がカバー５３から突出しており、その突出部分に、ネジ１０５によりアーム１０６が連結されている。アーム１０６は、弁部材５４の軸方向に直交する方向に延びるよう設けられ、弁部材５４との接続側とは反対側の先端部には位置調整ネジ１０７が設けられている。なお、カバー５３の上面には、アーム１０６の途中部分を移動可能に支持する支持部材１０８が設けられている。

位置調整ネジ１０７と位置センサ１０３の可動ロッド１０３ｂとは先端部同士が当接しており、弁部材５４が移動（ストローク）すると、それに伴いアーム１０６が図の上下方向に移動するとともに可動ロッド１０３ｂの出没量が変更される。これにより、位置センサ１０３によって弁体ストローク量が検出できる。

ケース１０２にはエア通路１１１が形成されており、そのエア通路１１１が上側ハウジング５１のエア導入通路５１ａに連通されている。また、ケース１０２には接続ポート１１２が設けられており、この接続ポート１１２が図示しない外部装置（図４の電空レギュレータ３８）に接続される。エア通路１１１には、外部装置（電空レギュレータ３８）から操作エアが供給され、その操作エアがエア通路１１１及びエア導入通路５１ａを通じて圧力制御室８８に供給される。この操作エアの供給により、圧力制御室８８内のエア圧力が調整され、ひいては弁体ストローク量（弁体８２の開度）が制御されるようになっている。なお、弁体開度の制御においては、都度の要求温度等に基づいて設定される開度操作量（図２参照、弁体の目標ストローク量に相当）と、位置検出器１０１により検出された弁体ストローク量とに基づいて弁開度フィードバック制御が実行される。

次に、混合通路ブロックＢ１４の内部構造について図８及び図９を用いて説明する。

混合通路ブロックＢ１４は、例えばステンレス鋼やアルミニウム等の金属材料により形成されて直方体状をなしており、同ブロックＢ１４には、その長手方向に延び、混合通路ブロックＢ１４の長手方向端部の一側に開口する混合通路１２１が形成されている。また、同じく混合通路ブロックＢ１４には、混合通路１２１から分岐して形成され、同通路１２１に直交する方向に延びる３つの連結通路１２２が形成されている。連結通路１２２は、混合通路ブロックＢ１４に結合される３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と同ピッチで互いに平行に設けられている。なお、混合通路１２１から、図４（図１も同様）に示す供給通路３５に対して流体（温度調整済みの流体）が流出するようになっている。

バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３は、それぞれ連結部材１３１を介して混合通路ブロックＢ１４に連結されている。連結部材１３１は、各ブロックＢ１１〜Ｂ１４に結合されることにより各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のユニット内流体通路Ｒ１と混合通路ブロックＢ１４の混合通路１２１とに連通される連通路１３２を有しており、その連通路１３２の開口面積は、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の下側ハウジング５２に形成された下流側の流路６２ｂと同じ（又は流路６２ｂよりも大きく）、かつ混合通路ブロックＢ１４に形成された連結通路１２２よりも小さい（又は連結通路１２２と同じ）ものとなっている。

連結部材１３１は、熱伝達係数が各ブロックＢ１１〜Ｂ１４よりも小さい材料にて形成されることが望ましく、本実施形態ではフッ素系樹脂等の合成樹脂材料により形成されている。また、連結部材１３１は、各ブロックＢ１１〜Ｂ１４よりも薄肉であって、各ブロックＢ１１〜Ｂ１４との接合面が、所定のシール領域を確保した上で必要最小限の大きさとなっている。例えば、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の下側ハウジング５２と連結部材１３１との接合部分における各部材の側方面積を比較すると、「下側ハウジング５２の側方面積＞連結部材１３１の側方面積」となっている。

なお、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３（下側ハウジング５２）と連結部材１３１との間、及び混合通路ブロックＢ１４と連結部材１３１との間には、それぞれ連通路１３２を囲むようにして、Ｏリング等からなるシール部材が配設されている。

３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３は、混合通路ブロックＢ１４の長手方向に沿って並設されており、その状態では、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に形成されたユニット内流体通路（下流側の流路６２ｂ）が同一方向に延びるよう平行に設けられる一方、その流体通路に交差（本実施形態では直交）する向きに混合通路１２１が設けられるようになっている。

上記のごとくバルブブロクＢ１１〜Ｂ１３が混合通路ブロックＢ１４により一体に結合されている状態において、隣り合うバルブブロック同士の間には、熱絶縁手段としての空隙が設けられている。すなわち、図９等に示すように、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３は、互いに向き合う側面同士が接触せず、互いに離間して設けられる構成となっている。これにより、隣り合うバルブブロック同士で熱干渉が生じることが抑制されるようになっている。

３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３はそれぞれ、加熱流体を流通させるバルブブロック、冷却流体を流通させるバルブブロック、バイパス流体を流通させるバルブブロックとなるが、それら各バルブブロックは、加熱流体用バルブブロックと冷却流体用バルブブロックとの間にバイパス流体用バルブブロックが挟まれるようにして配列されている。例えば、図５等では、バルブブロックＢ１１が加熱流体用バルブブロック、バルブブロックＢ１２がバイパス流体用バルブブロック、バルブブロックＢ１３が冷却流体用バルブブロックとなっている。各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の熱干渉を抑制するには、こうして加熱流体用バルブブロックと冷却流体用バルブブロックとをできるだけ離して配置するのが望ましい。ただし、その順序は他にも変更でき、加熱流体用バルブブロックと冷却流体用バルブブロックとを隣り合わせで設けることも可能である。

次に、入口通路構造体Ｂ３について図５〜図８を用いて説明する。

図５，図６等に示すように、入口通路構造体Ｂ３は、いずれも同様の構成を有し３連に設けられる入口通路ブロックＢ３１，Ｂ３２，Ｂ３３により構成されている。これら各入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３は、全体として略直方体状をなしており、それら各ブロックＢ３１〜Ｂ３３の側面同士が近接対向するようにして組み付けられている。入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３は、２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２に共通に設けられるものであり、各ブロックＢ３１〜Ｂ３３の長手方向の長さ（図６（ａ）のＬ３）は、２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を横並びで設置可能な長さとなっている。

図７，図８に示すように、入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３には、その長手方向に延び、同ブロックの長手方向端部の一側に開口する入口通路１４１が形成されている。また、同じく入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３には、入口通路１４１から分岐し、同通路１４１に直交する方向に延びる３つの連結通路１４２が形成されている。連結通路１４２は、入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３に結合される２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２の流路６２ａに対応する位置に設けられている。

なお、入口通路１４１が、図４（図１も同様）の加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８を構成する各配管に接続されるようになっている。

そして、入口通路構造体Ｂ３の一面に温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２が組み付けられ、これにより、入口通路構造体Ｂ３の連結通路１４２と温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２のユニット内流体通路Ｒ１（流路６２ａ）とが連通される。このとき、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３とは各々接合状態とされるが、混合通路ブロックＢ１４と入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３とは離間された状態とされる（図８等参照）。

なお、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３（下側ハウジング５２）と入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３との間には、それぞれ連結通路１４２及びユニット内流体通路Ｒ１（流路６２ａ）を囲むようにして、Ｏリング等からなるシール部材が配設されている。

上記のごとく構成される温調バルブユニット３０では、加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８（図４参照）を流れる流体が、それら各通路２６〜２８から入口通路構造体Ｂ３の各入口通路ブロックＢ３１〜Ｂ３３の入口通路１４１を通じて流入し、さらに連結通路１４２を通じて、各温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に形成されたユニット内流体通路Ｒ１（流路６２ａ，６２ｂ及び流体室６９からなる流体通路）に供給される。このとき、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のユニット内流体通路Ｒ１では、同流体通路Ｒ１を流通する流体流量が弁部材５４のストローク量に応じてそれぞれ調整される。そしてその後、各弁部材５４による通路開閉部（弁体８２と弁座５２ａとの間の隙間）を通過して流れる流体が混合通路ブロックＢ１４の混合通路１２１に流れ込み、同混合通路１２１内で混合される。このとき、各流量調整バルブを通過して流れる流体（加熱流体、冷却流体及びバイパス流体）の混合比に応じて、流体温度が適宜調整され、その温度調整済みの流体が供給通路３５（図４参照）を通じて温度制御対象１０に供給される。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

温調バルブユニット３０において、加熱流体、冷却流体、及びバイパス流体をそれぞれ流入した後に所定比率で混合するための構成として、３連のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４とを備える構成とした。かかる構成により、加熱流体、冷却流体、及びバイパス流体が、３つのユニット内流体通路Ｒ１から混合通路１２１に流入するのに伴いいち早く混合される。このとき、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に設けた弁部材５４のストローク量調整によって、混合通路１２１よりも上流側で各流体が所望の流量比（混合比）で混合され、混合通路１２１を通じて流出する流体の温度を迅速に変化させることができる。その結果、流体温度を迅速に変化させることを可能とし、温度制御対象１０に対して循環供給される流体の温度を望みとおりに調整することができるようになる。

バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３を３分割し、それらを個別に混合通路ブロックＢ１４に結合する構成としたため、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３を分割せずに一体物とした場合に比べて、ブロック体積を小さくすることができる。これにより、温調バルブユニット３０における温度変化の応答性を高めることができる。

３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３を混合通路ブロックＢ１４の長手方向に沿って並設し、その状態で各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に形成された流体通路（下流側の流路６２ｂ）を同一方向に延びるよう平行に設けるとともに、その流体通路に直交する向きに混合通路１２１を設ける構成としたため、各通路を形成するための構成をコンパクト化でき、ひいては温調バルブユニット３０の小型化を図ることができる。

バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の各流体通路に直交する方向に混合通路１２１が設けられる構成であれば、３つのユニット内流体通路を流れる流体を好適に混合しつつ、通路長の短縮化を図ることができる。これにより、流体温度変化の迅速化を図ることができる。

また、３つのユニット内流体通路に直交する方向に混合通路１２１を設けた構成では、各通路の集約部分において３つのユニット内流体通路と混合通路１２１とをいずれも直線通路としつつも各通路の集約が可能となる。つまり、３つのユニット内流体通路を１つに集約させる部位において同流体通路にコーナー等を設けるなどして各通路を１カ所に集めることが不要となり、３つのユニット内流体通路と、それらが集約する混合通路１２１とを簡易に形成できる。

３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３において隣り合うブロック同士の間に熱絶縁手段としての空隙を設けたため、それらブロック間における熱伝達が抑制される。したがって、温調バルブユニット３０において適正なる温度管理が可能となる。この場合、空隙を設けるという簡易な手段によって、所望とする温度管理が実現できる。

各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４とを連結部材１３１により連結した構成において、その連結部材１３１の熱伝達係数を各ブロックＢ１１〜Ｂ１４よりも小さいものとしたため、各ブロックＢ１１〜Ｂ１４の熱伝達係数よりも大きい場合に比べて、連結部材１３１に熱を伝わりにくくすることができ、連結部材１３１への熱の伝達に起因する流体の温度変化（加熱流体の温度低下や、冷却流体の温度上昇）を抑制できる。すなわち、混合通路ブロックＢ１４の混合通路１２１に至るまでの経路において流体通路内の流体の温度が維持しやすい構成が実現できる。本実施形態では、上記のとおり混合通路ブロックＢ１４をステンレス鋼等の金属材料（すなわち、熱が伝わりやすい材料）で形成したが、かかる場合にも、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３から混合通路ブロックＢ１４への熱の伝わりを抑制できる。これにより、都度要求される流体温度が変化する際に、混合通路ブロックＢ１４の混合通路１２１から流出する流体の温度を、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の各流体通路を流れる流体によって迅速に変化させることができる。

弁部材５４を、同弁部材５４の移動量（弁体ストローク量）に対して流体の流量を比例変化させる開閉制御弁を構成するものとしたため、本システムの流量制御における制御精度の向上と、流量混合比制御の特性向上を図ることができる。

各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に設けられる弁部材５４を操作エアの圧力に応じて作動させる構成とした（すなわち、エアオペレートバルブからなる開閉制御弁を備える構成とした）ため、操作エアの導入量を調整することで弁体ストローク量を任意に調整できる。かかる場合、操作エアによって弁体ストローク（開度操作量）の調整を応答良く行わせることができる。

温調バルブユニット３０として、複数（２つ）の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を一体に備える構成を採用したため、温度調整済みの流体を、温調バルブユニット３０から温度制御対象１０に対して複数の系統で供給することができる。これにより、温度制御対象１０において温度の均一化を図ることができる。例えば、温度制御対象１０において放熱度合いの違いなどから温度分布が生じる場合にも、その温度分布に応じて複数の系統で流体を供給することができ、温度制御対象１０の温度分布を均一化できる。

また、複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を一体に備える構成においては、温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２における通路面積が比較的小さくても、温調バルブユニット３０の流体流量（例えば、単位時間当たりの流量）を確保することが可能となる。これにより、各温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２における流体温度変化の応答性を好適に維持しつつ、温調バルブユニット３０の流体供給能力を高めることができる。

入口通路構造体Ｂ３によって複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を連結する構成としたため、複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を一体に連結するための連結部材を別途必要としない。したがって、構成の簡素化を図ることができる。

入口通路構造体Ｂ３に入口通路１４１を設け、その入口通路１４１を、複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２における各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のユニット内流体通路のうち同じ流体を流通させる流体通路について共通としたため、構成の簡素化を図りつつ、各温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２において所望とする流体温度の調整を行うことができる。

入口通路構造体Ｂ３を、複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を一列に並べた状態でこれらを一体に連結するものとし、同入口通路構造体Ｂ３に、複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２が並ぶ方向に向けて入口通路１４１を直線状に形成した。これにより、仮に温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２の数を変更する場合には、入口通路構造体Ｂ３の大きさ（温調通路構造体の並設方向の長さ）と入口通路１４１の直線長さとを変更するのみでよい。したがって、温調バルブユニット３０において温調通路構造体の設置数を変更する場合にも簡単に対処できる。

また、温調バルブユニット３０を用いた温度制御システムとして、以下の効果が得られる。

供給通路３５の流体温度（検出値Ｔｄ）が、要求温度Ｔｒに基づき設定される目標値Ｔｔに一致するよう、加熱用、冷却用、バイパス用の各流量調整バルブ３１〜３３（バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３の弁体ストローク量）をフィードバック制御する構成とした。これにより、要求温度Ｔｒ（目標値Ｔｔ）が変更されても、それに追従して都度適正な温度制御を実現できる。

要求温度Ｔｒが所定の変動幅を超えて変化する過渡時には、加熱装置２３の加熱設定温度付近、又は冷却装置２４の冷却設定温度付近に目標値Ｔｔを設定する構成としたため、要求温度Ｔｒの過渡変化に際して、フィードバック制御の応答性を向上させることができる。

供給通路３５の流体温度（検出値Ｔｄ）が目標値Ｔｔよりも低い場合には、加熱用及びバイパス用の各流量調整バルブ３１，３３を制御対象として同バルブの弁体ストローク量を制御し、供給通路３５の流体温度（検出値Ｔｄ）が目標値Ｔｔよりも高い場合には、冷却用及びバイパス用の各流量調整バルブ３２，３３を制御対象として同バルブの弁体ストローク量を制御する構成とした。これにより、流体温度を上昇させる場合に冷却用の流量調整バルブ３２についても弁体ストローク量を制御する構成、又は、流体温度を下降させる場合に加熱用の流量調整バルブ３１についても弁体ストローク量を制御する構成に比べて、温度制御に要するエネルギ消費量を低減することができる。

（第２の実施形態）
本実施形態では、４系統の流体混合部を有する温調バルブユニット３０を用いたシステムについて説明する。図１５は、本実施形態における温度制御システムの概要を示す構成図である。

図１５では、前述の図１や図４との相違点として、４つの温度制御対象１０が設けられている。そして、温調バルブユニット３０では、４つ温度制御対象１０に対応させて４つの流体混合部ＸＡ，ＸＢ，ＸＣ，ＸＤが設けられている。これらの流体混合部ＸＡ〜ＸＤは、それぞれに流体混合・調温機能を有している。

加熱・冷却ユニット２０から温調バルブユニット３０に対しては、前述のとおり加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８を通じてそれら各通路を流れる流体が供給される。ただし本構成では、温調バルブユニット３０内において、加熱通路２６、冷却通路２７及びバイパス通路２８にそれぞれ接続されるユニット内流体通路が各々四方に分岐されており、その分岐したユニット内流体通路によって、加熱流体、冷却流体及びバイパス流体が４つの流体混合部ＸＡ〜ＸＤに分配供給されるようになっている。

４つの流体混合部ＸＡ〜ＸＤにおいては、それぞれに加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３が設けられており、それら各バルブがコントローラ４０によって個別に制御されるようになっている。

次に、本実施形態で用いる温調バルブユニット３０の構成を図１６を用いて説明する。図１６において、（ａ）は、温調バルブユニット３０の全体を示す正面図であり、（ｂ）は、温調バルブユニット３０の内部構造を示す断面図である。

図１６（ａ）（ｂ）に示すように、温調バルブユニット３０は、大別して４つの温調通路構造体Ｂ１０１，Ｂ１０２，Ｂ１０３，Ｂ１０４と、入口通路構造体Ｂ１０５とから構成されており、図１６において左右方向に長尺に延びる入口通路構造体Ｂ１０５に対して４つの温調通路構造体Ｂ１０１〜Ｂ１０４が組み付けられるものとなっている。温調通路構造体Ｂ１０１〜Ｂ１０４は、同様の構成を有するものであり、入口通路構造体Ｂ１０５の長手方向（図１６の左右方向）に並ぶようにして、かつ２つずつ向かい合わせて設けられている。

温調通路構造体Ｂ１０１〜Ｂ１０４は、上述した温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２と同様の構成を有するものであり、主要な構成として、３連に設けられるバルブブロックＢ１１，Ｂ１２，Ｂ１３と、それらバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に共通に結合される混合通路ブロックＢ１４とを備えている。なおここでは、説明を省略する（詳細は図７〜図１１を参照されたい）。そして、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３により、それぞれ図１５に示す加熱用バルブ３１、冷却用バルブ３２及びバイパス用バルブ３３が構成される。

また、入口通路構造体Ｂ１０５は、上述した入口通路構造体Ｂ３と同様に、３連に設けられる入口通路ブロックを備えるものであるが、違いとして、温調通路構造体Ｂ１０１〜Ｂ１０４の並設方向の長さと入口通路１４１の直線長さとが変更されている。２つの温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２を有する構成（図８参照）と比較すれば、長手方向の長さが約２倍になっている。

（第３の実施形態）
本実施形態の温調バルブユニット３０では、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のユニット内流体通路において弁部材５４による通路開閉部を挟んでその上流側と下流側とを連通する迂回通路を設ける構成としている。

具体的には、図１７に示すように、下側ハウジング５２には、流体室６９を挟んで上流側の流路６２ａと下流側の流路６２ｂとを連通する迂回通路１５１が形成されている。迂回通路１５１は、ユニット内流体通路（流路６２ａ，６２ｂ）よりも通路面積が小さいもの、又は通路途中に絞りが設けられているものであることが望ましい。この迂回通路１５１は、加熱流体、冷却流体、バイパス流体をそれぞれ流通させる３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のうち、加熱流体を流通させるバルブブロックと冷却流体を流通させるバルブブロックとについて設けられる。

本実施形態によれば、加熱流体又は冷却流体がユニット内流体通路内に滞留することに起因する温度制御性の低下を抑制することができる。すなわち、弁部材５４により通路開閉部が閉状態とされ、加熱用の流体通路を通じての加熱流体の流通が停止されたまま保持される場合には、その流体通路において通路開閉部の上流側で加熱流体が滞留しその温度が次第に低下することが考えられる。このため、弁部材５４により通路開閉部が開放されて流体の流通が開始された直後においては、上記した温度低下によって、混合通路１２１における温度変化が遅れるおそれがある。

また、弁部材５４により通路開閉部が閉状態とされ、冷却用の流体通路を通じての冷却流体の流通が停止されたまま保持される場合には、その流体通路において通路開閉部の上流側で冷却流体が滞留しその温度が次第に上昇することが考えられる。このため、やはり混合通路１２１における温度変化が遅れるおそれがある。

この点、上記構成によれば、迂回通路１５１を備えることで、通路開閉部の上流側での流体（加熱流体又は冷却流体）の滞留を抑制することができ、その流体の滞留による流体の温度変化（加熱流体の温度低下、又は冷却流体の温度上昇）を抑制できる。すなわち、通路開閉部の上流側において流体通路内の流体の温度が維持しやすい構成が実現できる。その結果、通路開閉部を通じて流体が流通し始めた直後から、混合通路１２１から流出する流体の温度を所望の温度に迅速に変化させることができるようになる。

上記のように通路開閉部の上流側での流体（加熱流体又は冷却流体）の滞留を抑制するには、同通路開閉部の上流側の流体を当該通路開閉部以外の経路にて流出させればよいと考えられる。そこで、図１８に示すように、下側ハウジング５２において、流体室６９よりも上流側の流路６２ａとハウジング外面とを連通する流体流出通路１５２を形成する構成としてもよい。かかる場合、流体流出通路１５２には、バイパス通路２８やタンク２１等のいずれかが接続され、流路６２ａ内の流体が流体流出通路１５２を介してバイパス通路２８やタンク２１等のいずれかに流出する。なお、流体流出通路１５２の接続先は、温度制御対象１０に対して流出流体が流れ込む部位（供給通路３５など）でなければ、任意でよい。

流体流出通路１５２は、ユニット内流体通路（流路６２ａ）よりも通路面積が小さいもの、又は通路途中に絞りが設けられているものであることが望ましい。流体流出通路１５２は、加熱流体、冷却流体、バイパス流体をそれぞれ流通させる３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３のうち、加熱流体を流通させるバルブブロックと冷却流体を流通させるバルブブロックとについて設けられる。

図１８の構成であっても、流体流出通路１５２を備えることで、通路開閉部の上流側での流体（加熱流体又は冷却流体）の滞留を抑制することができ、その流体の滞留による流体の温度変化（加熱流体の温度低下、又は冷却流体の温度上昇）を抑制できる。すなわち、上記同様、通路開閉部の上流側において流体通路内の流体の温度が維持しやすい構成が実現できる。その結果、通路開閉部を通じて流体が流通し始めた直後から、混合通路１２１から流出する流体の温度を所望の温度に迅速に変化させることができるようになる。

（他の実施形態）
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施されても良い。

上記実施形態では、隣り合うバルブブロック同士の間に、熱絶縁手段としての空隙を設ける構成としたが、熱絶縁手段として他の構成を採用することも可能である。例えば、熱絶縁手段として、熱伝導率の低い熱絶縁シート（又は熱絶縁プレート）を介在させる構成であってもよい。

上記実施形態では、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４とを連結部材１３１により連結したが、この構成を変更し、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４とを直接連結する構成（すなわち、連結部材１３１を用いない構成）としてもよい。この場合、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３から混合通路ブロックＢ１４への熱の伝わりを抑制すべく、混合通路ブロックＢ１４を例えばフッ素系樹脂等の合成樹脂材料により形成することが望ましい。

上記実施形態では、温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２等を構成する３連のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３をいずれも同様の構成としたが、これを変更し、異なる形態よりなる３連のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３を備える構成としてもよい。例えば、加熱流体を流通させるためのバルブブロックと冷却流体を流通させるためのバルブブロックとを、バイパス流体を流通させるためのバルブブロックとは異なる材質の材料により構成しても良い。例えば、熱伝達係数が各々異なる材料を用いて各ブロックを形成する。かかる場合にも、各ブロックの大きさ・形状が同一であれば、その配列の順序の変更が可能である。

また、加熱流体を流通させるためのバルブブロックと冷却流体を流通させるためのバルブブロックとについて、その通路開口面積（又は、単位時間当たりの流体流量）を、バイパス流体を流通させるためのバルブブロックの通路開口面積（又は、単位時間当たりの流体流量）と異なるものとする。例えば、加熱用又は冷却用のバルブブロックの通路開口面積（又は、単位時間当たりの流体流量）を、バイパス用のバルブブロックの通路開口面積（又は、単位時間当たりの流体流量）よりも大きくする。

上記実施形態では、温調バルブユニット３０の各温調通路構造体（図６のＢ１，Ｂ２、又は図１６のＢ１０１〜Ｂ１０４）において、流体ごとに（加熱流体、冷却流体、バイパス流体ごとに）バルブブロックを３つに分割して構成したが、これを変更し、流体ごとにバルブブロックを分割しない構成としてもよい。また、バルブブロックと混合通路ブロックとを同一ブロックにて一体成形することも可能である。

上記実施形態では、３つのバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３と混合通路ブロックＢ１４との結合部分において、各バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３に形成されたユニット内流体通路（下流側の流路６２ｂ）に直交する向きに混合通路ブロックＢ１４の混合通路１２１を設ける構成としたが、これを変更する。例えば、ユニット内流体通路（下流側の流路６２ｂ）に対して斜めに交差する向きに混合通路１２１を設ける構成でもよい。また、ユニット内流体通路（下流側の流路６２ｂ）と混合通路１２１とを同じ向きで設ける構成でもよい。

温調バルブユニット３０を、温調通路構造体Ｂ１（３連のバルブブロックＢ１１〜Ｂ１３＋混合通路ブロックＢ１４）を１つのみ備える構成とする場合には、入口通路構造体を設けない構成であってもよい。

上記実施形態では、バルブブロックＢ１１〜Ｂ１３において混合通路ブロックＢ１４と位置検出器１０１とを対向する２側面にそれぞれ分けて設けたが、これを変更し、混合通路ブロックＢ１４と位置検出器１０１とを同じ側面に設けてもよい。例えば、混合通路ブロックＢ１４と位置検出器１０１とを隣接して設ける構成とする。この場合、温調バルブユニット３０について一層のコンパクト化が可能となる。

上記実施形態では、流量調整バルブとしてエアオペレートバルブを用いたが、これを変更し、電動式バルブや電磁式バルブを用いることも可能である。

上記実施形態では、温度制御として、供給通路３５の流体温度（検出値Ｔｄ）が、要求温度Ｔｒに基づき設定される目標値Ｔｔに一致するようフィードバック制御を実行したが、その際、目標値Ｔｔと検出値Ｔｄとの偏差に応じて、又は目標値Ｔｔの変化量に応じて、フィードバックゲイン（例えば、比例項ゲイン、微分項ゲイン、積分項ゲインの少なくともいずれか）を可変に設定する構成としてもよい。また、フィードバック制御に代えて、供給通路３５の流体温度が目標値Ｔｔとなるようオープン制御（開ループ制御）を実行する構成であってもよい。

温調バルブユニット３０が複数の温調通路構造体Ｂ１，Ｂ２等を備える場合には、その温調通路構造体ごとに個別にコントローラ（制御手段）を設けるとともに温度目標値を設定し、各コントローラによって、対応する温調通路構造体から流出する流体の温度を各々制御するようにしてもよい。これにより、温調通路構造体ごとに流体温度を適切に制御することができる。

温度制御システムの全体構成を示す図。 温度制御の概要を表す機能ブロック図。 フィードバック制御量と各バルブの開度操作量との関係を示す図。 ２系統の流体混合部を有する温調バルブユニットを用いた温度制御システムの構成を示す図。 温調バルブユニットの全体を示す斜視図。 （ａ）は温調バルブユニットの正面図、（ｂ）は上面図、（ｃ）は下面図、（ｄ）は側面図。 図６（ａ）のＡ−Ａ線断面図。 図６（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図。 図６（ａ）のＣ−Ｃ線断面図。 バルブブロックの内部構造について拡大して示す断面図。 バルブブロックの内部構造について拡大して示す断面図。 弁体の構成を拡大して示す図。 弁体の動作状態を示す断面図。 弁体ストローク量と流体流量との関係を規定した流量特性を示す図。 別の実施形態における温度制御システムの構成を示す図。 （ａ）は別の実施形態における温調バルブユニットを示す正面図、（ｂ）は同温調バルブユニットの内部構造を示す断面図。 別の実施形態における温調バルブユニットの内部構造を示す断面図。 別の実施形態における温調バルブユニットの内部構造を示す断面図。 従来の温度制御システムの構成を示す図。

符号の説明

１０…温度制御対象、２０…加熱・冷却ユニット、２６…加熱通路、２７…冷却通路、２８…バイパス通路、３０…温調バルブユニット、３１…加熱用バルブ、３２…冷却用バルブ、３３…バイパス用バルブ、３６…温度センサ、３８…電空レギュレータ、４０…コントローラ、５４…弁部材、８１…ロッド、８２…弁体、８８…圧力制御室、１３１…連結部材、１３２…連通路、１４１…入口通路、１５１…迂回通路、１５２…流体流出通路、Ｂ１，Ｂ２…温調通路構造体、Ｂ３…入口通路構造体、Ｂ１１〜Ｂ１３…バルブブロック、Ｂ１４…混合通路ブロック、Ｂ１０１〜Ｂ１０４…温調通路構造体、Ｂ１０５…入口通路構造体。

Claims (15)

1. 温度制御対象に流体を循環させることで前記温度制御対象の温度を制御する温度制御システムに適用され、前記流体を加熱して循環させる加熱経路と、前記流体を冷却して循環させる冷却経路と、前記加熱経路及び前記冷却経路を通過することなく前記流体を循環させるバイパス経路とからそれぞれ流入する流体を混合して流体の温度調整を行う温度調整用バルブユニットであり、
   前記加熱経路、前記冷却経路、及び前記バイパス経路を流れる各流体が導入される３つの流体通路を有するとともに、それら各流体通路を流れる流体流量を調整する流量調整部材を有する第１構成部と、
   前記第１構成部の各流体通路からそれぞれ流出する流体を混合する混合通路を有する第２構成部と、
   前記第１構成部の各流体通路に対して、前記加熱経路、前記冷却経路、及び前記バイパス経路からそれぞれ流体を供給する入口通路を有する第３構成部と、
   を備え、
   前記第１構成部は、それぞれに前記流体通路及び前記流量調整部材を有する３つの流量調整ブロックを備え、それら各流量調整ブロックにおいて、第１面に開口する下流側開口部と、前記第１面に対して隣接しかつ交差する第２面に開口する上流側開口部とを連通するように前記流体通路が設けられ、その下流側及び上流側の両開口部の間の流体通路に前記流量調整部材が設けられており、
   前記第２構成部は、前記混合通路が形成された混合通路ブロックを備え、
   前記第３構成部は、前記入口通路が形成された入口通路ブロックを備え、
   前記３つの各流量調整ブロックは、それら各流量調整ブロックの第１面及び第２面がそれぞれ同一面内となり、かつ各流量調整ブロックの流体通路が互いに同じ方向に延びるように並べて配置されており、
   前記各流量調整ブロックの第１面側には、前記混合通路ブロックの混合通路が前記３つの流量調整ブロックの流体通路に交差しかつそれら３つの流量調整ブロックが並ぶ方向に延びるようにして、前記混合通路ブロックが連結されており、
   前記各流量調整ブロックの第２面側には、前記入口通路ブロックの入口通路が前記流量調整ブロックと前記混合通路ブロックとが並ぶ方向に延びるようにして、前記入口通路ブロックが連結されていることを特徴とする温度調整用バルブユニット。
2. 前記混合通路ブロックと前記入口通路ブロックとは、それら両ブロックが互いに非結合の状態で、かつそれら両ブロックが対向する対向面同士が互いに離間して配置されている請求項１に記載の温度調整用バルブユニット。
3. 前記３つの流量調整ブロックにおいて隣り合うブロック同士の間に熱絶縁手段を設けた請求項１又は２に記載の温度調整用バルブユニット。
4. 前記熱絶縁手段は、前記３つの流量調整ブロックの側面間に形成される空隙である請求項３に記載の温度調整用バルブユニット。
5. 前記流量調整ブロックと前記混合通路ブロックとを、前記流体通路と前記混合通路とを連通させる連通路を有しかつそれら各ブロックの少なくともいずれかよりも熱伝達係数の小さい連結部材を介して連結した請求項１乃至４のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。
6. 前記流量調整部材は、同部材の移動量に対して流体の流量を比例変化させる開閉制御弁を構成するものである請求項１乃至５のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。
7. 前記第１構成部に、外部装置から操作エアを導入するエア導入室を形成し、該エア導入室に導入される操作エアの圧力に応じて前記流量調整部材を作動させる構成とした請求項１乃至６のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。
8. 前記第１構成部において、前記３つの流体通路のうち加熱用の流体通路と冷却用の流体通路との少なくともいずれかについて前記流量調整部材による通路開閉部の上流側の流体を当該通路開閉部以外の経路にて流出させる流体流出通路を形成した請求項１乃至７のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。
9. 前記流体流出通路として、前記流量調整部材による通路開閉部を挟んでその上流側と下流側とを連通する迂回通路を形成した請求項８に記載の温度調整用バルブユニット。
10. 前記第１構成部と前記第２構成部とからなるユニット構造体を複数備え、
    前記複数のユニット構造体を、それら各ユニット構造体で共通となる前記第３構成部により一体に連結した請求項１乃至９のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニット。
11. 前記第３構成部において前記入口通路は、前記複数のユニット構造体における各第１構成部の３つずつの流体通路のうち同種の流体を流通させる流体通路について共通に接続されるものである請求項１０に記載の温度調整用バルブユニット。
12. 前記第３構成部は、前記複数のユニット構造体を一列に並べた状態でこれらを一体に連結するものであり、前記第３構成部には、前記複数のユニット構造体が並ぶ方向に向けて前記入口通路が直線状に形成されている請求項１１に記載の温度調整用バルブユニット。
13. 請求項１乃至１２のいずれか１つに記載の温度調整用バルブユニットを用いた温度制御システムであって、
    流体の温度目標値に応じて、前記３つの流体通路に設けられる各流量調整部材のストローク量を制御する制御手段を備えることを特徴とする温度制御システム。
14. 前記混合通路を流れる流体の温度を検出する温度検出手段を備え、
    前記制御手段は、前記温度検出手段による検出温度に基づいて前記流量調整部材のストローク量を制御する請求項１３に記載の温度制御システム。
15. 前記制御手段は、前記温度検出手段により検出した流体温度が前記温度目標値よりも低い場合には、前記温度調整用バルブユニットにおいて前記加熱経路及び前記バイパス経路に接続された各流体通路の流量調整部材についてストローク量を制御し、前記温度検出手段により検出した流体温度が前記温度目標値よりも高い場合には、前記温度調整用バルブユニットにおいて前記冷却経路及び前記バイパス経路に接続された各流体通路の流量調整部材についてストローク量を制御する請求項１４に記載の温度制御システム。

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