JP2000068564A - ペルチェ素子 - Google Patents
ペルチェ素子Info
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- thermoelectric material
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- slit
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- Devices For Blowing Cold Air, Devices For Blowing Warm Air, And Means For Preventing Water Condensation In Air Conditioning Units (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 熱歪みによる基板の反りの発生が抑制された
伝熱効率の高いペルチェ素子を提供する。 【解決手段】 第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間
に複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４が
交互に配列されている。第１基板１５ａは、金属電極８
ａとの接合部を除く箇所に設けられた複数のスリット状
溝６ａで複数の基板要素１６ａに分割されている。第２
基板１５ｂは、金属電極８ｂとの接合部を除く箇所に設
けられた複数のスリット状溝６ｂで複数の基板要素１６
ｂに分割されている。第１基板１５ａの複数の基板要素
１６ａは、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に接合
される金属電極８ａにより互いに連結され、第２基板１
５ｂの複数の基板要素１６ｂは、Ｐ型熱電材料３および
Ｎ型熱電材料４に接合される金属電極８ｂにより互いに
連結されている。
伝熱効率の高いペルチェ素子を提供する。 【解決手段】 第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間
に複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４が
交互に配列されている。第１基板１５ａは、金属電極８
ａとの接合部を除く箇所に設けられた複数のスリット状
溝６ａで複数の基板要素１６ａに分割されている。第２
基板１５ｂは、金属電極８ｂとの接合部を除く箇所に設
けられた複数のスリット状溝６ｂで複数の基板要素１６
ｂに分割されている。第１基板１５ａの複数の基板要素
１６ａは、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に接合
される金属電極８ａにより互いに連結され、第２基板１
５ｂの複数の基板要素１６ｂは、Ｐ型熱電材料３および
Ｎ型熱電材料４に接合される金属電極８ｂにより互いに
連結されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、加熱および冷却操
作に用いられるペルチェ素子に関する。
作に用いられるペルチェ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】異種の導体または半導体を接触させて電
流を流したときに接点でジュール熱以外に熱の発生また
は吸収が起こる現象がペルチェ効果として知られてい
る。このペルチェ効果による熱の吸収は、冷却作用とし
て冷蔵庫から半導体冷却装置まで広範囲な機器に応用さ
れている。
流を流したときに接点でジュール熱以外に熱の発生また
は吸収が起こる現象がペルチェ効果として知られてい
る。このペルチェ効果による熱の吸収は、冷却作用とし
て冷蔵庫から半導体冷却装置まで広範囲な機器に応用さ
れている。
【０００３】図８は従来のペルチェ素子の断面図、図９
は図８のペルチェ素子の詳細な構成を示す一部拡大断面
図である。
は図８のペルチェ素子の詳細な構成を示す一部拡大断面
図である。
【０００４】図８に示すように、ペルチェ素子２は、対
向するように配置された第１基板１０ａおよび第２基板
１０ｂを備える。第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの
間に複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４
が交互に配列されている。複数のＰ型熱電材料３および
複数のＮ型熱電材料４は、複数の金属電極８ａ，８ｂに
より直列に接続されている。
向するように配置された第１基板１０ａおよび第２基板
１０ｂを備える。第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの
間に複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４
が交互に配列されている。複数のＰ型熱電材料３および
複数のＮ型熱電材料４は、複数の金属電極８ａ，８ｂに
より直列に接続されている。
【０００５】Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の一
面は金属電極８ａを介して第１基板１０ａに接合されて
いる。また、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の他
面は金属電極８ｂを介して第２基板１０ｂに接合されて
いる。第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂの外側の面
には、熱源等の第１伝熱体１３ａおよび放熱装置等の第
２伝熱体１３ｂがそれぞれ接合されている。
面は金属電極８ａを介して第１基板１０ａに接合されて
いる。また、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の他
面は金属電極８ｂを介して第２基板１０ｂに接合されて
いる。第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂの外側の面
には、熱源等の第１伝熱体１３ａおよび放熱装置等の第
２伝熱体１３ｂがそれぞれ接合されている。
【０００６】図９に示すように、第１基板１０ａおよび
第２基板１０ｂの対向する面には金属層１２がそれぞれ
形成されている。Ｐ型熱電材料３の両面は半田９によっ
てそれぞれ金属電極８ａ，８ｂに接合されている。同様
に、Ｎ型熱電材料４の両面は半田９によってそれぞれ金
属電極８ａ，８ｂに接合されている。また、金属電極８
ａは半田９によって第１基板１０ａに接合されている。
同様に、金属電極８ｂは半田９によって第２基板１０ｂ
に接合されている。
第２基板１０ｂの対向する面には金属層１２がそれぞれ
形成されている。Ｐ型熱電材料３の両面は半田９によっ
てそれぞれ金属電極８ａ，８ｂに接合されている。同様
に、Ｎ型熱電材料４の両面は半田９によってそれぞれ金
属電極８ａ，８ｂに接合されている。また、金属電極８
ａは半田９によって第１基板１０ａに接合されている。
同様に、金属電極８ｂは半田９によって第２基板１０ｂ
に接合されている。
【０００７】Ｐ型熱電材料およびＮ型熱電材料として
は、例えばＢｉ−Ｔｅ系が用いられている。代表的なＰ
型熱電材料は（Ｂｉ0.25Ｓｂ0.75）2 Ｔｅ3 、代表的な
Ｎ型熱電材料はＢｉ2 （Ｔｅ0.95Ｓｅ0.05）3 である。
は、例えばＢｉ−Ｔｅ系が用いられている。代表的なＰ
型熱電材料は（Ｂｉ0.25Ｓｂ0.75）2 Ｔｅ3 、代表的な
Ｎ型熱電材料はＢｉ2 （Ｔｅ0.95Ｓｅ0.05）3 である。
【０００８】このようなペルチェ素子２に通電すると、
Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に熱の移動が起こ
り、第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの間に温度差が
発生し、第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂの一方が
吸熱側となり、他方が放熱側となる。そのため、第１伝
熱体１３ａおよび第２伝熱体１３ｂを冷却または加熱す
ることが可能となる。
Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に熱の移動が起こ
り、第１基板１０ａと第２基板１０ｂとの間に温度差が
発生し、第１基板１０ａおよび第２基板１０ｂの一方が
吸熱側となり、他方が放熱側となる。そのため、第１伝
熱体１３ａおよび第２伝熱体１３ｂを冷却または加熱す
ることが可能となる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の従来の
ペルチェ素子２では、通電時に、それぞれの部材の熱膨
張率差および温度分布により、第１基板１０ａおよび第
２基板１０ｂに反りが生じるとともに、Ｐ型熱電材料３
およびＮ型熱電材料４に歪みが生じる。その結果、第１
基板１０ａと第１伝熱体１３ａとの接合面１４ａおよび
第２基板１０ｂと第２伝熱体１３ｂとの接合面１４ｂで
剥離が生じて伝熱面積が低下する。また、Ｐ型熱電材料
３およびＮ型熱電材料４に応力が作用して寿命が低下す
る。
ペルチェ素子２では、通電時に、それぞれの部材の熱膨
張率差および温度分布により、第１基板１０ａおよび第
２基板１０ｂに反りが生じるとともに、Ｐ型熱電材料３
およびＮ型熱電材料４に歪みが生じる。その結果、第１
基板１０ａと第１伝熱体１３ａとの接合面１４ａおよび
第２基板１０ｂと第２伝熱体１３ｂとの接合面１４ｂで
剥離が生じて伝熱面積が低下する。また、Ｐ型熱電材料
３およびＮ型熱電材料４に応力が作用して寿命が低下す
る。
【００１０】本発明の目的は、熱歪みによる基板の反り
の発生が抑制された伝熱効率の高いペルチェ素子を提供
することである。
の発生が抑制された伝熱効率の高いペルチェ素子を提供
することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段および発明の効果】第１の
発明に係るペルチェ素子は、対向するように配置された
一対の基板と、一対の基板間に交互に配列されたＰ型熱
電材料およびＮ型熱電材料と、Ｐ型熱電材料およびＮ型
熱電材料を接続するとともに一対の基板の対向する面に
それぞれ接合された複数の電極層とを備え、一対の基板
のうち少なくとも一方の基板の電極層との接合部を除く
部分に溝部が設けられたものである。
発明に係るペルチェ素子は、対向するように配置された
一対の基板と、一対の基板間に交互に配列されたＰ型熱
電材料およびＮ型熱電材料と、Ｐ型熱電材料およびＮ型
熱電材料を接続するとともに一対の基板の対向する面に
それぞれ接合された複数の電極層とを備え、一対の基板
のうち少なくとも一方の基板の電極層との接合部を除く
部分に溝部が設けられたものである。
【００１２】本発明に係るペルチェ素子においては、一
対の基板のうち少なくとも一方の基板に溝部が設けられ
ているので、吸熱側と放熱側との温度差により基板に熱
歪みが生じても、その熱歪みが溝部で分断または緩和さ
れる。それにより、基板内での熱歪みの累積量が低減さ
れ、基板の反りの発生が抑制される。したがって、基板
とそれに接合される伝熱体との接合面で剥離が生じず、
伝熱面積が低下することがない。また、基板の反りによ
る応力が電極層を介してＰ型熱電材料およびＮ型熱電材
料に作用することもないので、寿命の低下が防止され
る。その結果、伝熱効率が高く、長寿命のペルチェ素子
が実現される。
対の基板のうち少なくとも一方の基板に溝部が設けられ
ているので、吸熱側と放熱側との温度差により基板に熱
歪みが生じても、その熱歪みが溝部で分断または緩和さ
れる。それにより、基板内での熱歪みの累積量が低減さ
れ、基板の反りの発生が抑制される。したがって、基板
とそれに接合される伝熱体との接合面で剥離が生じず、
伝熱面積が低下することがない。また、基板の反りによ
る応力が電極層を介してＰ型熱電材料およびＮ型熱電材
料に作用することもないので、寿命の低下が防止され
る。その結果、伝熱効率が高く、長寿命のペルチェ素子
が実現される。
【００１３】第２の発明に係るペルチェ素子は、第１の
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部はスリッ
ト状溝であり、少なくとも一方の基板は、スリット状溝
で複数の部分に分割されたものである。
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部はスリッ
ト状溝であり、少なくとも一方の基板は、スリット状溝
で複数の部分に分割されたものである。
【００１４】この場合、少なくとも一方の基板がスリッ
ト状溝で複数の部分に分割されているので、基板の各部
で発生する熱歪みがスリット状溝で完全に分断され、基
板内で累積されない。したがって、基板の反りの発生が
十分に抑制される。
ト状溝で複数の部分に分割されているので、基板の各部
で発生する熱歪みがスリット状溝で完全に分断され、基
板内で累積されない。したがって、基板の反りの発生が
十分に抑制される。
【００１５】第３の発明に係るペルチェ素子は、第１の
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部はスリッ
ト状溝であり、少なくとも一方の基板は、スリット状溝
で複数の部分に分割されかつ複数の部分がスリット状溝
を除く箇所で互いに連結されたものである。
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部はスリッ
ト状溝であり、少なくとも一方の基板は、スリット状溝
で複数の部分に分割されかつ複数の部分がスリット状溝
を除く箇所で互いに連結されたものである。
【００１６】この場合、少なくとも一方の基板がスリッ
ト状溝で複数の部分に分割されているので、基板の各部
で発生する熱歪みがスリット状溝で分断され、基板内で
累積されない。したがって、基板の反り量が低減され
る。また、複数の部分がスリット状溝を除く箇所で互い
に連結されているので、取り扱い性が良好であり、ペル
チェ素子の製造が容易になる。
ト状溝で複数の部分に分割されているので、基板の各部
で発生する熱歪みがスリット状溝で分断され、基板内で
累積されない。したがって、基板の反り量が低減され
る。また、複数の部分がスリット状溝を除く箇所で互い
に連結されているので、取り扱い性が良好であり、ペル
チェ素子の製造が容易になる。
【００１７】第４の発明に係るペルチェ素子は、第１の
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部は凹溝で
あるものである。
発明に係るペルチェ素子の構成において、溝部は凹溝で
あるものである。
【００１８】この場合、少なくとも一方の基板に凹溝が
設けられているので、基板の各部で発生する熱歪みが凹
溝で緩和され、基板内で累積される熱歪みの量が低減さ
れる。したがって、基板の反り量が低減される。また、
各基板が複数の部分に分割されず、一体に構成されてい
るので、取り扱い性が良好であり、ペルチェ素子の製造
が容易になる。
設けられているので、基板の各部で発生する熱歪みが凹
溝で緩和され、基板内で累積される熱歪みの量が低減さ
れる。したがって、基板の反り量が低減される。また、
各基板が複数の部分に分割されず、一体に構成されてい
るので、取り扱い性が良好であり、ペルチェ素子の製造
が容易になる。
【００１９】第５の発明に係るペルチェ素子は、第１〜
第４のいずれかの発明に係るペルチェ素子の構成におい
て、一対の基板の各々に溝部が設けられ、一対の基板の
各々に設けられた溝部は互いに異なる位置に配置された
ものである。
第４のいずれかの発明に係るペルチェ素子の構成におい
て、一対の基板の各々に溝部が設けられ、一対の基板の
各々に設けられた溝部は互いに異なる位置に配置された
ものである。
【００２０】この場合、一対の基板の異なる位置に溝部
が設けられているので、ペルチェ素子の形状が保持され
る。
が設けられているので、ペルチェ素子の形状が保持され
る。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は第１の実施例におけるペル
チェ素子の断面図、図２（ａ），（ｂ）は図１のペルチ
ェ素子のそれぞれの平面図および底面図である。
チェ素子の断面図、図２（ａ），（ｂ）は図１のペルチ
ェ素子のそれぞれの平面図および底面図である。
【００２２】図１に示すように、ペルチェ素子１００
は、対向するように配置されたセラミックスからなる第
１基板１５ａおよびセラミックスからなる第２基板１５
ｂを備える。第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間に
複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４が交
互に配列されている。複数のＰ型熱電材料３およびＮ型
熱電材料４は、複数の金属電極８ａ，８ｂにより直列に
接続されている。各金属電極８ａは隣接する一対のＰ型
熱電材料３およびＮ型熱電材料４を接続し、各金属電極
８ｂは各金属電極８ａに対してずれた位置の一対のＮ型
熱電材料４およびＰ型熱電材料３を接続している。
は、対向するように配置されたセラミックスからなる第
１基板１５ａおよびセラミックスからなる第２基板１５
ｂを備える。第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間に
複数のＰ型熱電材料３および複数のＮ型熱電材料４が交
互に配列されている。複数のＰ型熱電材料３およびＮ型
熱電材料４は、複数の金属電極８ａ，８ｂにより直列に
接続されている。各金属電極８ａは隣接する一対のＰ型
熱電材料３およびＮ型熱電材料４を接続し、各金属電極
８ｂは各金属電極８ａに対してずれた位置の一対のＮ型
熱電材料４およびＰ型熱電材料３を接続している。
【００２３】Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の一
面は金属電極８ａを介して第１基板１５ａに接合されて
いる。また、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の他
面は金属電極８ｂを介して第２基板１５ｂに接合されて
いる。
面は金属電極８ａを介して第１基板１５ａに接合されて
いる。また、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４の他
面は金属電極８ｂを介して第２基板１５ｂに接合されて
いる。
【００２４】第１基板１５ａは、金属電極８ａとの接合
部を除く箇所に設けられた複数のスリット状溝６ａで複
数の基板要素１６ａに分割されている。また、第２基板
１５ｂは、金属電極８ｂとの接合部を除く箇所に設けら
れた複数のスリット状溝６ｂで複数の基板要素１６ｂに
分割されている。
部を除く箇所に設けられた複数のスリット状溝６ａで複
数の基板要素１６ａに分割されている。また、第２基板
１５ｂは、金属電極８ｂとの接合部を除く箇所に設けら
れた複数のスリット状溝６ｂで複数の基板要素１６ｂに
分割されている。
【００２５】この場合、第１基板１５ａの複数の基板要
素１６ａは、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に接
合される金属電極８ａにより互いに連結され、第２基板
１５ｂの複数の基板要素１６ｂは、Ｐ型熱電材料３およ
びＮ型熱電材料４に接合される金属電極８ｂにより互い
に連結されている。これにより、ペルチェ素子１００の
形状が保持される。
素１６ａは、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に接
合される金属電極８ａにより互いに連結され、第２基板
１５ｂの複数の基板要素１６ｂは、Ｐ型熱電材料３およ
びＮ型熱電材料４に接合される金属電極８ｂにより互い
に連結されている。これにより、ペルチェ素子１００の
形状が保持される。
【００２６】Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４と金
属電極８ａ，８ｂとの接合部の詳細な構成は図９に示し
た構成と同様である。また、金属電極８ａ，８ｂと第１
基板１０ａおよび第２基板１０ｂとの接合部の詳細な構
成も図９に示した構成と同様である。
属電極８ａ，８ｂとの接合部の詳細な構成は図９に示し
た構成と同様である。また、金属電極８ａ，８ｂと第１
基板１０ａおよび第２基板１０ｂとの接合部の詳細な構
成も図９に示した構成と同様である。
【００２７】第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの外
側の面には、熱源等の第１伝熱体１３ａおよび放熱装置
等の第２伝熱体１３ｂがそれぞれ接合される。
側の面には、熱源等の第１伝熱体１３ａおよび放熱装置
等の第２伝熱体１３ｂがそれぞれ接合される。
【００２８】図２（ａ）に示すように、第１基板１５ａ
は複数のスリット状溝６ａにより格子状に切断され、複
数の正方形状の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図２（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂは複数の
スリット状溝６ｂにより平行に切断され、複数の長方形
状の基板要素１６ｂに分割されている。
は複数のスリット状溝６ａにより格子状に切断され、複
数の正方形状の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図２（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂは複数の
スリット状溝６ｂにより平行に切断され、複数の長方形
状の基板要素１６ｂに分割されている。
【００２９】このようなペルチェ素子１００に通電する
と、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に熱の移動が
起こり、第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間に温度
差が発生し、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの一
方が吸熱側となり、他方が放熱側となる。本実施例で
は、第１基板１５ａが吸熱側となり、第２基板１５ｂが
放熱側となるものとする。これにより、第１伝熱体１３
ａを冷却し、第２伝熱体１３ｂを加熱することが可能と
なる。
と、Ｐ型熱電材料３およびＮ型熱電材料４に熱の移動が
起こり、第１基板１５ａと第２基板１５ｂとの間に温度
差が発生し、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの一
方が吸熱側となり、他方が放熱側となる。本実施例で
は、第１基板１５ａが吸熱側となり、第２基板１５ｂが
放熱側となるものとする。これにより、第１伝熱体１３
ａを冷却し、第２伝熱体１３ｂを加熱することが可能と
なる。
【００３０】この場合、吸熱側と放熱側との温度差によ
り第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂに熱歪みが発生
しても、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの各部で
発生する熱歪みがスリット状溝６ａで完全に分断され、
第１基板１５ａ内および第２基板１５ｂ内で累積されな
い。そのため、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの
反りの発生が十分に抑制される。
り第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂに熱歪みが発生
しても、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの各部で
発生する熱歪みがスリット状溝６ａで完全に分断され、
第１基板１５ａ内および第２基板１５ｂ内で累積されな
い。そのため、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの
反りの発生が十分に抑制される。
【００３１】したがって、第１基板１５ａと第１伝熱体
１３ａとの接合面および第２基板１５ｂと第２伝熱体１
３ｂとの接合面で剥離が生じず、伝熱面積が低下しな
い。また、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの反り
による応力が金属電極８ａ，８ｂを介してＰ型熱電材料
３およびＮ型熱電材料４に作用することもないので、寿
命の低下が防止される。その結果、伝熱効率が高く、長
寿命のペルチェ素子１００が実現される。
１３ａとの接合面および第２基板１５ｂと第２伝熱体１
３ｂとの接合面で剥離が生じず、伝熱面積が低下しな
い。また、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂの反り
による応力が金属電極８ａ，８ｂを介してＰ型熱電材料
３およびＮ型熱電材料４に作用することもないので、寿
命の低下が防止される。その結果、伝熱効率が高く、長
寿命のペルチェ素子１００が実現される。
【００３２】図３（ａ）は本発明の第２の実施例におけ
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
【００３３】図３（ａ）に示すように、第１基板１５ａ
はスリット状溝６ａにより十字状に切断され、複数の正
方形状の基板要素１６ａに分割されている。また、図３
（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂにはスリット状溝
が設けられていない。本実施例のペルチェ素子１００の
他の部分の構成は、図１に示したペルチェ素子１００の
構成と同様である。
はスリット状溝６ａにより十字状に切断され、複数の正
方形状の基板要素１６ａに分割されている。また、図３
（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂにはスリット状溝
が設けられていない。本実施例のペルチェ素子１００の
他の部分の構成は、図１に示したペルチェ素子１００の
構成と同様である。
【００３４】本実施例のペルチェ素子１００において
は、第１基板１５ａが複数のスリット状溝６ａで複数の
基板要素１６ａに分割されているので、第１基板１５ａ
の反りの発生が十分に抑制される。それにより、第１基
板１５ａと第１伝熱体１３ａ（図１参照）との接合面で
の剥離が生じず、かつ第１基板１５ａの反りによる応力
が金属電極８ａ，８ｂを介してＰ型熱電材料３およびＮ
型熱電材料４に作用しない。また、第１基板１５ａの反
りによる応力がＰ型熱電材料３、Ｎ型熱電材料４および
金属電極８ａ，８ｂを介して第２基板１５ｂに作用する
こともないので、第２基板１５ｂの反り量も低減され
る。さらに、第２基板１５ｂが分割されずに一体的に形
成されているので、取り扱い性が良好であり、製造も容
易になる。
は、第１基板１５ａが複数のスリット状溝６ａで複数の
基板要素１６ａに分割されているので、第１基板１５ａ
の反りの発生が十分に抑制される。それにより、第１基
板１５ａと第１伝熱体１３ａ（図１参照）との接合面で
の剥離が生じず、かつ第１基板１５ａの反りによる応力
が金属電極８ａ，８ｂを介してＰ型熱電材料３およびＮ
型熱電材料４に作用しない。また、第１基板１５ａの反
りによる応力がＰ型熱電材料３、Ｎ型熱電材料４および
金属電極８ａ，８ｂを介して第２基板１５ｂに作用する
こともないので、第２基板１５ｂの反り量も低減され
る。さらに、第２基板１５ｂが分割されずに一体的に形
成されているので、取り扱い性が良好であり、製造も容
易になる。
【００３５】図４（ａ）は本発明に第３の実施例におけ
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
【００３６】図４（ａ）に示すように、第１基板１５ａ
は、複数のスリット状溝６ａにより格子状に切断され、
複数の正方形の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図４（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂは、複数
のスリット状溝６ｂにより十字状に切断され、複数の正
方形の基板要素１６ｂに分割されている。図４のペルチ
ェ素子１００の他の部分の構成は、図１に示したペルチ
ェ素子１００の構成と同様である。
は、複数のスリット状溝６ａにより格子状に切断され、
複数の正方形の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図４（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂは、複数
のスリット状溝６ｂにより十字状に切断され、複数の正
方形の基板要素１６ｂに分割されている。図４のペルチ
ェ素子１００の他の部分の構成は、図１に示したペルチ
ェ素子１００の構成と同様である。
【００３７】本実施例のペルチェ素子１００において
は、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂがそれぞれ複
数のスリット状溝６ａ，６ｂで複数の基板要素１６ａ，
１６ｂに分割されているので、第１基板１５ａおよび第
２基板１５ｂの反りの発生が十分に抑制される。
は、第１基板１５ａおよび第２基板１５ｂがそれぞれ複
数のスリット状溝６ａ，６ｂで複数の基板要素１６ａ，
１６ｂに分割されているので、第１基板１５ａおよび第
２基板１５ｂの反りの発生が十分に抑制される。
【００３８】図５（ａ）は本発明の第４の実施例におけ
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
るペルチェ素子のそれぞれ平面図および底面図である。
【００３９】図５（ａ）に示すように、第１基板１５ａ
は、複数のスリット状溝６ａにより切断され、中央部の
大きな正方形状の基板要素１６ａおよび周辺部の小さな
正方形状の複数の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図５（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂにはスリ
ット状溝は設けられていない。図５のペルチェ素子１０
０の他の部分の構成は、図１に示したペルチェ素子１０
０の構成と同様である。
は、複数のスリット状溝６ａにより切断され、中央部の
大きな正方形状の基板要素１６ａおよび周辺部の小さな
正方形状の複数の基板要素１６ａに分割されている。ま
た、図５（ｂ）に示すように、第２基板１５ｂにはスリ
ット状溝は設けられていない。図５のペルチェ素子１０
０の他の部分の構成は、図１に示したペルチェ素子１０
０の構成と同様である。
【００４０】本実施例のペルチェ素子１００において
は、第１基板１５ａが熱歪みの影響の大きい周辺部で細
かく分割されているので、第１基板１５ａの反りの発生
がさらに抑制される。また、第２基板１５ｂが分割され
ずに一体的に形成されているので、取り扱い性が良好で
あり、製造も容易になる。
は、第１基板１５ａが熱歪みの影響の大きい周辺部で細
かく分割されているので、第１基板１５ａの反りの発生
がさらに抑制される。また、第２基板１５ｂが分割され
ずに一体的に形成されているので、取り扱い性が良好で
あり、製造も容易になる。
【００４１】上記の第１〜第４の実施例では、第１基板
１５ａおよび第２基板１５ｂに溝部としてスリット状溝
６ａが設けられているが、図６に示すように、スリット
状溝６ａの代わりに溝部として凹溝７を設けてもよい。
この場合、第１基板１５ａまたは第２基板１５ｂの各部
で発生する熱歪みが凹溝７で緩和され、第１基板１５ａ
または第２基板１５ｂで累積される熱歪みの量が低減さ
れる。したがって、第１基板１５ａおよび第２基板１５
ｂの反り量が低減される。
１５ａおよび第２基板１５ｂに溝部としてスリット状溝
６ａが設けられているが、図６に示すように、スリット
状溝６ａの代わりに溝部として凹溝７を設けてもよい。
この場合、第１基板１５ａまたは第２基板１５ｂの各部
で発生する熱歪みが凹溝７で緩和され、第１基板１５ａ
または第２基板１５ｂで累積される熱歪みの量が低減さ
れる。したがって、第１基板１５ａおよび第２基板１５
ｂの反り量が低減される。
【００４２】この場合、第１基板１５ａおよび第２基板
１５ｂが分割されずに一体的に形成されているので、取
り扱い性が良好となり、製造が容易になる。
１５ｂが分割されずに一体的に形成されているので、取
り扱い性が良好となり、製造が容易になる。
【００４３】また、上記の第１〜第４の実施例では、第
１基板１５ａおよび第２基板１５ｂのうち少なくとも一
方がスリット状溝６ａ，６ｂで複数の基板要素１６ａ，
１６ｂに分割されているが、複数の基板要素が一部の箇
所で互いに連結されていてもよい。
１基板１５ａおよび第２基板１５ｂのうち少なくとも一
方がスリット状溝６ａ，６ｂで複数の基板要素１６ａ，
１６ｂに分割されているが、複数の基板要素が一部の箇
所で互いに連結されていてもよい。
【００４４】図７は複数の基板要素が一部の箇所で互い
に連結されたペルチェ素子の平面図である。図７のペル
チェ素子１００においては、第１基板１５ａに図５
（ａ）に示した第１基板１５ａのスリット状溝６ａとほ
ぼ同じパターンでスリット状溝１７ａが形成され、かつ
複数の基板要素１６ａが一部の箇所で互いに連結されて
いる。
に連結されたペルチェ素子の平面図である。図７のペル
チェ素子１００においては、第１基板１５ａに図５
（ａ）に示した第１基板１５ａのスリット状溝６ａとほ
ぼ同じパターンでスリット状溝１７ａが形成され、かつ
複数の基板要素１６ａが一部の箇所で互いに連結されて
いる。
【００４５】この場合、第１基板１５ａがスリット状溝
１７ａで複数の基板要素１６ａに分割されているので、
第１基板１５ａの各部で発生する熱歪みがスリット状溝
１７ａで分断され、第１基板１５ａ内で累積されない。
したがって、第１基板１５ａの反り量が低減される。ま
た、複数の基板要素１６ａがスリット状溝１７ａを除く
箇所で互いに連結されているので、取り扱い性が良好と
なり、製造が容易になる。
１７ａで複数の基板要素１６ａに分割されているので、
第１基板１５ａの各部で発生する熱歪みがスリット状溝
１７ａで分断され、第１基板１５ａ内で累積されない。
したがって、第１基板１５ａの反り量が低減される。ま
た、複数の基板要素１６ａがスリット状溝１７ａを除く
箇所で互いに連結されているので、取り扱い性が良好と
なり、製造が容易になる。
【００４６】なお、ペルチェ素子１００において第１基
板１５ａおよび第２基板１５ｂの溝部の位置および本数
は上記実施例に限定されない。ただし、ペルチェ素子１
００の形状を保持するために、第１基板１５ａの溝部お
よび第２基板１５ｂの溝部を異なる位置に設けることが
好ましい。
板１５ａおよび第２基板１５ｂの溝部の位置および本数
は上記実施例に限定されない。ただし、ペルチェ素子１
００の形状を保持するために、第１基板１５ａの溝部お
よび第２基板１５ｂの溝部を異なる位置に設けることが
好ましい。
【図１】本発明の第１の実施例におけるペルチェ素子の
断面図である。
断面図である。
【図２】図１のペルチェ素子の平面図および底面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２の実施例におけるペルチェ素子の
平面図および底面図である。
平面図および底面図である。
【図４】本発明の第３の実施例におけるペルチェ素子の
平面図および底面図である。
平面図および底面図である。
【図５】本発明の第４の実施例におけるペルチェ素子の
平面図および底面図である。
平面図および底面図である。
【図６】凹溝が形成された第１基板の断面図である。
【図７】複数の基板要素が一部の箇所で互いに連結され
たペルチェ素子の平面図である。
たペルチェ素子の平面図である。
【図８】従来のペルチェ素子の断面図である。
【図９】図８のペルチェ素子の詳細な構成を示す一部拡
大断面図である。
大断面図である。
３ Ｐ型熱電材料 ４ Ｎ型熱電材料 ６ａ スリット状溝 ６ｂ スリット状溝 ７ 凹溝 ８ａ 金属電極 ８ｂ 金属電極 １５ａ 第１基板 １５ｂ 第２基板 １６ａ 基板要素 １６ｂ 基板要素 １７ａ スリット状溝 １００ ペルチェ素子
Claims (5)
- 【請求項１】 対向するように配置された一対の基板
と、 前記一対の基板間に交互に配列されたＰ型熱電材料およ
びＮ型熱電材料と、 前記Ｐ型熱電材料および前記Ｎ型熱電材料を接続すると
ともに前記一対の基板の対向する面にそれぞれ接合され
た複数の電極層とを備え、 前記一対の基板のうち少なくとも一方の基板の前記電極
層との接合部を除く部分に溝部が設けられたことを特徴
とするペルチェ素子。 - 【請求項２】 前記溝部はスリット状溝であり、前記少
なくとも一方の基板は、前記スリット状溝で複数の部分
に分割されたことを特徴とする請求項１記載のペルチェ
素子。 - 【請求項３】 前記溝部はスリット状溝であり、前記少
なくとも一方の基板は、前記スリット状溝で複数の部分
に分割されかつ前記複数の部分がスリット状溝を除く箇
所で互いに連結されていることを特徴とする請求項１記
載のペルチェ素子。 - 【請求項４】 前記溝部は凹溝であることを特徴とする
請求項１記載のペルチェ素子。 - 【請求項５】 前記一対の基板の各々に前記溝部が設け
られ、前記一対の基板の各々に設けられた前記溝部は互
いに異なる位置に配置されたことを特徴とする請求項１
〜４のいずれかに記載のペルチェ素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10231941A JP2000068564A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | ペルチェ素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10231941A JP2000068564A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | ペルチェ素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000068564A true JP2000068564A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16931471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10231941A Pending JP2000068564A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | ペルチェ素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000068564A (ja) |
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN113659065A (zh) * | 2021-07-14 | 2021-11-16 | 杭州大和热磁电子有限公司 | 一种双重释应力的半导体模块及其制作方法 |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP10231941A patent/JP2000068564A/ja active Pending
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