JP2000124509A - 熱電モジュールジャケット、熱電加熱冷却装置、熱電モジュールジャケットの製造方法、及び熱電加熱冷却装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 良好な組立性、熱交換効率、及び耐久性を発
揮する熱電モジュールジャケット及び熱電加熱冷却装置
を提供すること。 【解決手段】 熱電モジュール１０と、その発熱面を面
状に支持する放熱板２０と、放熱板２０に固着され熱電
モジュール１０を収納する枠体３０と、枠体３０に収容
されて熱電モジュール１０の吸熱面を面状に支持し且つ
その外側周面が前記枠体３０の内周面と対面する冷却板
４０とを備え、枠体３０は、冷却板４０に当接して枠体
３０の内周面及び冷却板４０の外側周面とともに収容部
５０を形成する張出部３４を有しており、収容部５０に
熱硬化性樹脂５１が収納されて枠体３０と冷却板４０と
の間が密閉される熱電モジュールジャケット１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電モジュールを
備えた熱電モジュールジャケット、熱電加熱冷却装置、
熱電モジュールジャケットの製造方法、及び熱電加熱冷
却装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ＬＳＩやコンピュータのＣＰ
Ｕの冷却装置や、保温冷蔵庫等の電子加熱冷却装置に
は、ペルチェ素子などの熱電素子を備えた熱電モジュー
ルが広く使用されている。図１０は、このような従来技
術の熱電モジュールを示すものである。

【０００３】この熱電モジュール１００は、図１０に示
すように、熱電素子１１０と、この熱電素子１１０を支
持する電気絶縁性を有する基板１１１とを備えている。
熱電モジュール１００では、熱電素子１１０であるｎ型
熱電半導体素子１２ｎ及びｐ型熱電半導体素子１２ｐが
交互に配列されており、ｎ型熱電半導体素子１２ｎ及び
ｐ型熱電半導体素子１２ｐの端面間に金属電極（上側電
極板１３及び下側電極板１４）がハンダ付けされ、ｎ型
熱電半導体素子１２ｎ及びｐ型熱電半導体素子１２ｐが
交互に電気的に直列に接続されている。そして、金属電
極１３，１４にはリード線１１５を介して直流電源が接
続されており、この電源から電流を流すと、ペルチェ効
果により一方の端面側の金属電極１３で吸熱が起こり他
方の端面側の金属電極１４で発熱が起こるようになって
いる。そして、この熱電モジュール１００の金属電極１
３，１４がセラミックス等の熱良導性の電気絶縁性を有
する基板１１１にメタライズ法等により接着されて固定
されている。この熱電モジュール１００は、基板１１１
の外側にヒートシンクとファンとの組合わせ等の熱交換
部材を配置して使用される。

【０００４】しかし、上述のような熱電モジュール１０
０においては、一方の基板１１１が吸熱により冷却さ
れ、他方の基板１１１が放熱により温度上昇し、熱ひず
みにより半導体素子１２ｎ，１２ｐと金属電極１３，１
４との間の接合が外れてしまう場合がある。また、熱電
素子１１０が基板１１１により挟持されているため、熱
交換部材に対する熱交換能力が減少されてしまうおそれ
もある。

【０００５】そのため、従来より、特開平９−３２１３
４８号公報に記載されるような、熱電素子１１０を含む
熱電加熱冷却装置（熱変換装置）が提案されている。こ
の熱変換装置においては、図１１に示すように、熱交換
部材である第２熱交換器１４０が平板部１４０ａと凸条
部１４０ｂを有しており、その凸条部１４０ｂの上に膜
状の電気絶縁材を介して熱電素子１１０が接着固定され
ている。平板部１４０ａには第２ケース体（枠体）１３
０が固定され、凸状部１４０ｂと第２ケース体１３０と
の間に接着剤収容部１５０が形成されている。更に、熱
電素子１１０には、熱交換部材である、フィンを有する
第１熱交換器１２０が、上方から非固定で面接されてお
り、この第１熱交換器１２０の下方に、断面略Ｌ字型の
第１ケース体（枠体）１６０がその一方の腕の全面を固
定されている。そして、この第１ケース体１６０の他方
の腕の端部が接着剤収容部１５０に入り込み、接着剤収
容部１５０に収容された接着剤により固定されている。

【０００６】この図１１に示す従来技術の熱変換装置で
は、熱電素子１１０の一面が非固定となっているので、
熱ひずみによる影響が少なく、半導体素子１２ｎ，１２
ｐと金属電極１３，１４との間の接合が外れ難くなって
いる。また、熱電素子１１０が膜状の絶縁材のみを介し
て熱交換部材１２０、１４０に固定されているため、熱
交換の効率が比較的良好である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述の熱変換
装置では、熱電素子１１０の他面側は固定されており、
大きな熱ひずみに対しては、半導体素子１２ｎ，１２ｐ
と金属電極１３，１４との接合がはずれるおそれがあ
る。更に、第１ケース体１６０の他方の腕は、端部のみ
が接着剤収容部１５０に入り込み支持されているだけな
ので、この部分に荷重がかたよった場合に、機械的強度
が弱い場合がある。また、この熱変換装置では、接着剤
を接着剤収容部１５０に収容した後に、第１熱交換器１
２０と第１ケース体１６０との組み立て体をかぶせる組
み立て工程が必要となる。そして、このように、接着剤
を収容した後に、他の工程があると、時間管理や取り扱
いが難しなってしまう問題点もある。

【０００８】本発明は、上述のような課題を解決するた
めになされたもので、簡単に組み立てられ、熱交換効率
が良好であり、熱ひずみ及び負荷に対して良好な耐久性
を発揮できる熱電モジュールジャケット、熱電加熱冷却
装置、熱電モジュールジャケットの製造方法、及び熱電
加熱冷却装置の製造方法を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、通電により熱を発生する発熱面と通電
により熱を吸収する吸熱面とを有する熱電モジュール
と、前記発熱面及び前記吸熱面のうちの一方を、面状に
支持する第１の熱良導性部材と、前記第１の熱良導性部
材に固着され前記熱電モジュールを収納する枠体と、少
なくともその一部が前記枠体に収容されて前記発熱面及
び前記吸熱面のうちの他方を面状に支持する第２の熱良
導性部材と、前記枠体の内周面と前記第２の熱良導性部
材の前記枠体と対向する外側周面との間を密閉する密閉
手段とを備える熱電モジュールジャケットを提供するこ
とにより、前記目的を達成する。

【００１０】本発明の熱電モジュールジャケットにおい
ては、第１の熱良導性部材、熱電モジュール、枠体及び
第２の熱良導性部材が、全て他の部材に面状に支持され
ているので、外部からの負荷が狭い範囲に集中すること
がなく、良好な機械強度が得られる。更に、各部材を組
み立てた後の工程において、枠体の内周面と第２の熱良
導性部材の枠体と対向する外周面との間を密閉手段によ
り密閉するという簡単な手法により組み立てることがで
きる。また、熱電モジュールが熱膨張、収縮による伸縮
が可能な状態で支持されるため、熱ひずみの影響を受け
ることがなく、半導体素子等の熱電素子対を接続する電
極が熱ひずみによりはずれることが回避できるからであ
る。更に、第１の熱良導性部材及び第２の熱良導性部材
として熱交換部材を用いることにより、良好な熱効率を
得ることができる。

【００１１】本発明は、前記本発明の熱電モジュールジ
ャケットと、この熱電モジュールジャケットからの発熱
を放出させるための放熱装置とを備えた熱電加熱冷却装
置を提供することにより、前記目的を達成する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発
明の熱電モジュールジャケットの一実施形態の概略構成
を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）を図
中矢印Ａ方向から見た一部破断正面図であり、（ｃ）は
（ａ）におけるＢ−Ｂ線断面図である。

【００１３】本実施形態の熱電モジュールジャケット１
は、図１に示すように、熱電モジュール１０と、熱電モ
ジュール１０を面状に支持する第１の熱良導性材として
の放熱板２０と、放熱板２０に固着され熱電モジュール
１０を収納する枠体３０と、第２の熱良導性部材として
の冷却板４０とを備えている。

【００１４】図２は本実施形態の熱電モジュールジャケ
ットの熱電モジュール１０を模式的に示す図である。こ
の図２に示すように、熱電モジュール１０は、仕切板１
１に対してｐ型熱電半導体素子１２ｐとｎ型熱電半導体
素子１２ｎが貫通した状態で固定された構造を有する。
ｐ型熱電半導体素子１２ｐとｎ型熱電半導体素子１２ｎ
の上面には銅板などで構成された上側電極板１３が、下
面には銅板などで構成された下側電極板１４が、いずれ
もハンダにより接合されており、これらの電極板（上側
電極板１３及び下側電極板１４）により、ｐ型熱電半導
体素子１２ｐとｎ型熱電半導体素子１２ｎとが交互に電
気的に直列に接合されている。上側電極板１３及び下側
電極板１４の表面にはメッキによりニッケル層が形成さ
れている。このニッケル層は、電極を構成する銅などの
分子が熱電半導体素子（ｐ型熱電半導体素子１２ｐ及び
ｎ型熱電半導体素子１２ｎ）に拡散してしまうことを防
止する拡散防止層として機能する。直列の接合の両端の
電極板１４の両端にはリード線が接続されており、電源
から電流を所定の方向に供給されると、ペルチェ効果に
より上側電極板１３で吸熱が起こり下側電極板１４で発
熱が起こるようになっている。尚、電流を逆方向に供給
することにより、下側電極板１４で吸熱作用を、上側電
極板１３で発熱作用を生じさせることも可能である。

【００１５】図１（ｂ）及び（ｃ）に示す放熱板２０
は、アルミニウム製の板状部材の少なくとも一方の面を
熱良導性電気絶縁層で覆ってなっている。この熱良導性
電気絶縁層は、厚さが数十〜数百μｍ、好ましくは１５
〜１００μｍである。また、熱良導性電気絶縁層の材料
としては、例えばエポキシ系樹脂に熱良導性フィラーを
添加したもの、フッ素樹脂コート剤、シリコン系熱伝導
性接着剤等を使用することができる。そしてこの放熱板
２０の熱良導性電気絶縁層側に、シリコーングリスなど
の熱伝導性グリスを介して熱電モジュール１０が面状に
支持されている。放熱板２０の熱良導性電気絶縁層側の
面の周縁部には、枠体３０をねじ留め固定するための固
定ねじ穴２１と、冷却板４０を付勢し熱電モジュール１
０をシリコーングリスに密着させる与圧ねじ留めのため
の与圧ねじ穴２２が穿設されている。また、熱良導性電
気絶縁層と反対側の面の周縁部には、この放熱板２０に
ヒートパイプ等の熱交換部材を留め付けたり、この放熱
板２０を他の装置等に固定配置するための留め付け用穴
（図示されず）が穿設されている。

【００１６】枠体３０は、プラスチック製であって、図
１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、中空部に熱電モジュ
ール１０を収容する四角筒状の壁部３１と、この壁部３
１の一端部から外側に張り出した固定部３２と、壁部３
１と固定部３２との間に並立され壁部３１と固定部３２
とを補強するリブ３３と、壁部３１から熱電モジュール
１０の上方において壁部３１と略垂直に内側に張り出し
た張出部３４とを備えている。固定部３２には固定孔３
２ａが放熱板２０の固定ねじ穴２１に対応して穿設され
ており、この固定孔３２ａと固定ねじ穴２１にねじが挿
通されることにより、固定部３２が放熱板２０に固定さ
れている。壁部３１の内周面には、張出部３４の上方
（放熱板２０と逆側）において張出部３４に沿って、こ
の内周面を一周する内周溝３５が形成されている。

【００１７】また、図１（ｂ）に示すように、枠体３０
には、固定部３２を貫通して中空部と外方とを連通する
２つの通路３６，３６（うち１つは図示されず）が形成
されており、熱電モジュール１０のリード線がこの通路
３６を通って、外部の電源に接続されるようになってい
る。そして、図１（ｂ）及び（ｃ）に示すように、それ
ぞれの通路３６は、固定部３２の天面（放熱板２０と逆
側の面）と連通孔３７，３７により連通されている。更
に、図１（ｃ）に示すように、枠体３０には、放熱板２
０側の表面に中空部から所定距離分奥まった位置を一周
するＯリング用溝３８が形成されており、このＯリング
用溝３８にＯリング３９が嵌め込まれて枠体３０と放熱
板２０との間が密封されている。

【００１８】冷却板４０は、アルミニウム製の板状部材
の一端面を熱良導性電気絶縁層で覆ってなっている。こ
の熱良導性電気絶縁層は、厚さが数十〜数百μｍ、好ま
しくは１５〜１００μｍである。また、熱良導性電気絶
縁層の材料としては、例えばエポキシ系樹脂に熱良導性
フィラーを添加したもの、フッ素樹脂コート剤、シリコ
ン系熱伝導性接着剤等を使用することができる。そして
この一端面側が蓋部として枠体３０の中空部内に収納さ
れ、シリコングリースを介して熱電モジュール１０と面
状に接して熱電モジュール１０を覆っている。

【００１９】この冷却板４０の外周は枠体３０の張出部
３４の内周と対応した大きさとなっており、冷却板４０
の外周面と枠体３０の張出部３４とが当接している。冷
却板４０の外周面には、張出部３４との当接部の上方に
この当接部に沿ってこの外周面を一周する外周溝４１が
形成されており、外枠３０の内周溝３５と対向してい
る。またこの冷却板４０には、放熱板２０の与圧ねじ穴
２２と対応する位置に座繰り部４２が形成され、この座
繰り部４２に与圧ねじ孔４３が形成されており、与圧ね
じ穴２２と与圧ねじ孔４３には断熱用リング４４を介し
てねじが挿通されて、この冷却板４０を放熱板２０側に
押圧し、熱電モジュール１０をシリコーングリスに密着
させるようになっている。そして、外枠３０の内周面と
張出部３４、及び冷却板４０の外周面により収容部５０
が形成され、この収容部５０が密閉手段としての硬化性
樹脂５１で満たされている。この硬化性樹脂５１は座繰
り部４２においては与圧ねじ孔４３の上方まで至り与圧
ねじ孔４３及びねじを覆っている。

【００２０】図３は、本実施形態の熱電モジュールジャ
ケット１の製造方法を示す説明図であり、（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は平面図であり図１の（ａ）に相当する
図、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）はそれぞれ（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）に対応する断面図であり、図１の（ｃ）
に相当する図である。上述の構成を有する本実施形態の
熱電モジュールジャケット１は、以下のように組み立て
ることができる。まず、放熱板２０の一面に熱良導性電
気絶縁層を形成する（１）。熱良導性電気絶縁層は、上
述の熱良導性絶縁層の材料を噴霧又は塗布等をすること
により形成することができる。更に、熱良導性絶縁層上
に熱伝導性グリスを一定の厚みに塗布する（２） 。続
いて、熱電モジュール１０を放熱板２０上に面接させる
（３）。

【００２１】次に、枠体３０にＯリングを嵌め込んでか
らこの枠体３０を放熱板２０の上に設置する。このと
き、枠体３０の中空部に熱電モジュール１０が配置さ
れ、枠体３０の２つの通路がそれぞれに熱電モジュール
１０のリード線を覆うように配置し、リード線を通路を
介して枠体３０の外側に露出させる。また、放熱板２０
の固定ねじ穴２１と枠体３０の固定孔３２ａとを重ね
る。そして、固定ねじ穴２１及び固定孔３２ａにねじを
螺合して枠体３０を放熱板２０にねじ留めする（６）。
続いて冷却板４０の一面に放熱板２０と同様の熱良導性
電気絶縁層を形成し、さらに熱導電性グリスを一定の厚
みに塗布する。塗布面を下にして枠体３０の中空部に挿
入し、熱電モジュール１０に面接させ、また、放熱板２
０の与圧ねじ穴２１と冷却板４０の与圧ねじ孔４３を重
ねる（７）。これにより、冷却板４０と枠体３０の張出
部３４とが接触し、冷却板４０の外周面と枠体３０の張
出部３４上面及び壁部３１の内周面により収容部５０が
形成される。

【００２２】次に、放熱板２０の与圧ねじ穴２２及び冷
却板４０の与圧ねじ孔４３にねじを螺合する（８）。こ
れにより、冷却板４０が放熱板２０側に押圧され、放熱
板２０と冷却板４０に塗布された熱伝導性グリスとの密
着性が高められる。

【００２３】その後、上方から収容部５０に硬化性樹脂
５１を充填する（１０）。更に、枠体３０の上面に開口
されている連通孔３７からも硬化性樹脂５１を充填する
（１１）。そして硬化性樹脂５１を加熱等により硬化さ
せる。これにより、枠体３０と冷却板４０との間及び通
路３６が密閉され、本実施形態の熱電モジュールジャケ
ットの組立が終了する。

【００２４】本実施形態では、放熱板２０、熱電モジュ
ール１０、枠体３０及び冷却板４０が、接着剤層やシリ
コーングリスを介して全て他の部材と面状に対向して積
み重ねられている。従って、本実施形態によると、外部
からの負荷が狭い範囲に集中してかかることがなく、負
荷に対して良好な強度が得られる。本実施形態による
と、熱電モジュール１０はその両面が挟み付けられて支
持されているだけであり、ねじや接着剤により直接固定
されていないため、長さ方向及び幅方向幅方向には伸縮
可能であり、熱膨張や収縮による悪影響を受けない。例
えば、放熱板２０側と冷却板４０側との間で発生する熱
ひずみにより熱電モジュール１０の電極板１３，１４が
半導体素子１２ｎ，１２ｐからはずれることがない。

【００２５】本実施形態によると、枠体３０と冷却板４
０とにより収容部５０が形成されているので、全ての部
材を組み立てた後に、枠体３０と冷却板４０との間を上
方から収容部５０に硬化性樹脂を流し込み硬化させて枠
体３０と冷却板４０の間を密閉することができ、組み立
て工程中の取り扱いが容易である。特に本実施形態にお
いては、枠体に収容される第２の熱良導性部材が第１の
熱良導性部材の上方に配置されかつ枠体から側外方には
み出す部分がないので、収容部５０に上方から容易に硬
化性樹脂を流し込むことができる。本実施形態による
と、張出部３４の上方において枠体３０の内周面と放熱
板２０の外周面に周面回り方向に溝（内周溝３５及び外
周溝４１）が対向して形成されており、硬化性樹脂５１
がこれらの溝に入り込んで硬化してくさび効果を発揮す
るので、一層、取り付け使用状態での外部からの押圧
力、引張力、ねじり力などの負荷に対して良好な強度が
得られる。

【００２６】本実施形態によると、枠体３０と冷却板４
０との間は硬化性樹脂５１により密封され、枠体３０と
放熱板２０との間はＯリングにより密封され、リード線
を収容する通路３６が硬化性樹脂５１により密封されて
いるため、良好な耐湿性を得ることができる。本実施形
態によると、張出部３４の上方において枠体３０の内周
面と放熱板２０の外周面に溝（内周溝３５及び外周溝４
１）が形成されているため、外部から張出部３４下方の
熱電モジュール１０までの沿面距離が長く、この点から
も良好な耐湿性を得ることができる。

【００２７】本実施形態によると、熱電モジュール１０
の半導体素子１２ｎ，１２ｐが仕切板１１により保持さ
れているので、非固定状態においても半導体素子１２
ｎ，１２ｐと電極板１３，１４との相対的な位置が良好
に保持される。本実施形態によると、熱電モジュール１
０がセラミック樹脂等の固定部材を介さずに放熱板２０
や冷却板４０に極薄いシリコーングリス層を介して面接
しているので、良好な熱効率を得ることができる。

【００２８】次に、本発明の熱電加熱冷却装置の一実施
形態について説明する。図４は、本発明の熱電加熱冷却
装置の一実施形態としての熱電冷却装置の概略構成を示
す図であり、（ａ）は熱電モジュールジャケット１側を
正面としたときの側面図、（ｂ）は（ａ）の図中矢印Ｍ
方向から見た平面図である。この図４に示すように、本
実施形態の熱電冷却装置は、上述の熱電モジュールジャ
ケット１と、放熱装置としての放熱器６とを備えてい
る。放熱器６は、２つのフレーム部材６１，６１と、こ
の２つのフレーム部材６１，６１間に配設されたヒート
パイプ６２と、ヒートパイプ６２の間を亘るように併設
されたフィンと、ファン６４とを備えている。

【００２９】フレーム部材６１は、それぞれ、板状部６
１ａとこの板状部６１ａの各縁部から直角に延設された
リム部６１ｂとよりなっており、２つのフレーム部材６
１のリム部６１ｂどうしがそれぞれ対向した状態で向き
合って配設されている。このフレーム部材６１の板状部
６１ａには留め付け用のねじ孔が形成されており、フレ
ーム部材６１そのうちの一枚は、そのねじ孔と熱電モジ
ュールジャケット１の放熱板２０の留め付け用穴２３と
にねじが螺合されることにより、放熱板２０にねじ留め
固定されている。ヒートパイプ６２は、複数の管が互い
に隣接して扁平となった状態で、２枚のフレーム部材の
板状部間を複数回往復するようにＵ字状に折曲形成され
ており、冷却板４０からの吸熱をフレーム部材６１を介
して伝達するようになっている。ファン６４は、ヒート
パイプ６２周囲の空気を吸引し外部に放出するようにな
っている。

【００３０】本実施形態の熱電冷却装置では、放熱器６
により放熱板２０側で発生する熱を放出して冷却板４０
側において熱電モジュール１０を効率よく作動させるこ
とができる。本実施形態の熱電冷却装置は、上述の方法
により熱電モジュールジャケット１を組み立てた後、こ
の熱電モジュールジャケット１と一枚のフレーム部材６
１とをねじ留めし、続いて放熱器６を組み立てることに
より製造することができる。

【００３１】尚、本発明は、上述の実施形態に限定され
るものではなく、各部材の形状、大きさ、材料、製造手
順等は、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて適宜変
更が可能である。例えば、上述の実施形態においては、
熱電モジュールジャケット１の張出部３４は枠体３０に
形成され配設されているが、これに代えて冷却板４０に
張出部を配設し、枠体３０に当接させてもよい。また、
枠体３０と冷却板４０の両方に張出部を配設して突き合
わせる構造としてもよい。また、上述の実施形態におい
ては、熱電モジュールジャケット１の熱電モジュール１
０として、半導体素子１２ｎ，１２ｐが仕切板１１によ
り支持されているものが用いられているがこれに限られ
るものではなく、仕切板が無く、半導体素子１２ｎ，１
２ｐは電極板１３，１４により支持されるものとしても
よい。

【００３２】上述の実施形態においては、熱電モジュー
ルジャケット１の収容部５０に硬化性樹脂５１を収容す
ることにより枠体３０と放熱板２０との間を密封してい
るが、この硬化性樹脂５１は熱硬化性樹脂に限らず光硬
化性樹脂やパッキンを収容してもよい。

【００３３】上述の実施形態の熱電冷却装置では、放熱
器６としてヒートパイプ式の空冷タイプの放熱装置が用
いられているが、図５に示すように、これにかえて液冷
板６２’と組合せ、液冷式の熱電モジュールジャケット
を形成してもよい。液冷式の熱電モジュールジャケット
の場合、図６に示すように、放熱装置６１’と、液冷式
の熱電モジュールジャケット１側に設置される液冷板６
２’との間をパイプ６３’により連接して冷媒を循環さ
せることが可能となり、放熱装置６１’を熱電モジュー
ルジャケット１と離れたところに設置することができ
る。この他に、ヒートシンクとファンの組合せ等のあら
ゆる放熱器との組合せも可能である。

【００３４】上述の実施形態では、放熱板２０側にのみ
放熱器６が配設されているが、図７に示すように、冷却
板２０側にも同様の放熱器（第２の放熱器７）を配設し
て、効率良く熱電モジュールジャケット１の冷却板２０
側から冷却された空気を排出可能としてもよい。このよ
うに第２の放熱器７を配設した場合、図８及び図９に示
すように、熱電モジュールジャケット１及び第２の放熱
器７と、他の部分とを、この熱電冷却装置により冷却さ
れる被冷却装置ＮのケーシングＣを介して配置すること
ができる。図８及び図９の示す設置例においては、第２
の放熱器７は被冷却装置Ｎ内に配置されている。またこ
の例においては、第２の放熱器７にダクト７１が配設さ
れており、このダクト７１を介して冷風が被冷却装置Ｎ
内の冷却したい部分に直接導入されるようになってい
る。

【００３５】上述の実施形態では、熱電モジュールジャ
ケット１の組み立てにおいて、枠体３０と放熱板２０と
の接合面にＯリングを使用しているが、これに代えてま
たはこれとともに枠体３０の放熱板２０側の端面にシー
ル性接着剤を塗布しておいてもよい。また上述の実施形
態では、熱伝導性グリスは放熱板２０と冷却板４０に塗
布ｓれているが、これに代えて、熱電モジュール１０の
両面に一定の厚みに塗布しておいてもよい。

【００３６】上述の実施形態では、熱電加熱冷却装置の
組み立てにおいて、熱電モジュールジャケット１を組み
立てた後に、この熱電モジュールジャケット１に放熱器
６を組み付けていっているが、逆に、予め組み立てた放
熱器６に、放熱板２０を直接放熱器と接合し、熱電モジ
ュールジャケット１を組み付けていってもよい。こうす
ることにより、さらに熱伝達ロスを少なくすることがで
きる。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る熱変
換装置、電子加熱冷却装置、熱電モジュールジャケット
の製造方法、及び熱電加熱冷却装置の製造方法によれ
ば、良好な組立性と熱交換効率、及び、熱ひずみや負荷
に対する良好な耐久性を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱電モジュールジャケットの一実施形
態の概略構成を示す図である。

【図２】図１の熱電モジュールジャケットの熱電モジュ
ールを模式的に示す図である。

【図３】図１の熱電モジュールジャケットの組立方法を
示す説明図である。

【図４】本発明の熱電加熱冷却装置の一実施形態の概略
構成を示す図である。

【図５】本発明の熱電加熱冷却装置のその他の実施形態
の概略構成を示す図である。

【図６】本発明の熱電加熱冷却装置のその他の実施形態
の概略構成を示す図である。

【図７】本発明の熱電加熱冷却装置のその他の実施形態
の概略構成を示す図である。

【図８】図７に示す熱電加熱冷却装置の設置例を示す図
である。

【図９】図８の設置例を図８の裏側から見た図である。

【図１０】従来技術の熱電モジュールの概略構成を示す
図である。

【図１１】従来技術の熱電加熱冷却装置の概略構成を示
す図である。

【符号の説明】

１ 熱電モジュールジャケット ６ 放熱器 ７ 第２の放熱器 １０ 熱電モジュール １１ 仕切板 １２ｎ ｎ型熱電半導体素子 １２ｐ ｐ型熱電半導体素子 １３ 上側電極板 １４ 下側電極板 ２０ 放熱板 ２１ 固定ねじ穴 ２２ 与圧ねじ穴 ２３ 留め付け用穴 ３０ 枠体 ３１ 壁部 ３２ 固定部 ３２ａ 固定孔 ３３ リブ ３４ 張出部 ３５ 内周溝 ３６ 通路 ３７ 連通孔 ３８ Ｏリング用溝 ３９ Ｏリング ４０ 冷却板 ４１ 外周溝 ４２ 座繰り部 ４３ 与圧ねじ孔 ５０ 収容部 ６１ フレーム部材 ６１ａ 板状部 ６１ｂ リム部 ６２ ヒートパイプ ６４ ファン

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年１２月１４日（１９９９．１２．
１４）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明は、通電により熱を発生する発熱面と通電
により熱を吸収する吸熱面とを有する熱電モジュール
と、前記発熱面及び前記吸熱面のうちの一方を、面状に
支持する第１の熱良導性部材と、前記第１の熱良導性部
材に固着され前記熱電モジュールを収納する枠体と、少
なくともその一部が前記枠体に収容されて前記発熱面及
び前記吸熱面のうちの他方を面状に支持し、前記枠体か
ら側外方にはみ出す部分がない第２の熱良導性部材と、
前記枠体の内周面と前記第２の熱良導性部材の前記枠体
と対向する外側周面との間を密閉する硬化性樹脂とを備
えた熱電モジュールジャケットであって、前記枠体及び
前記第２の熱良導性部材のうちの少なくとも一方は、他
方に向けて張出して前記他方に当接する張出部を備えて
おり、前記張出部の上面は、前記枠体の前記内周面及び
前記第２の熱良導性部材の前記外側周面とともに前記硬
化性樹脂の収容部を形成することにより、前記目的を達
成する。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１０】本発明の熱電モジュールジャケットにおい
ては、第１の熱良導性部材、熱電モジュール、枠体及び
第２の熱良導性部材が、全て他の部材に面状に支持され
ているので、外部からの負荷が狭い範囲に集中すること
がなく、良好な機械強度が得られる。更に、各部材を組
み立てた後の工程において、枠体の内周面と第２の熱良
導性部材の枠体と対向する外周面との間を密閉手段によ
り密閉するという簡単な手法により組み立てることがで
きる。また、熱電モジュールが熱膨張、収縮による伸縮
が可能な状態で支持されるため、熱ひずみの影響を受け
ることがなく、半導体素子等の熱電素子対を接続する電
極が熱ひずみによりはずれることが回避できるからであ
る。更に、第１の熱良導性部材及び第２の熱良導性部材
として熱交換部材を用いることにより、良好な熱効率を
得ることができる。また、収容部を、張出部の上面と枠
体の前記内周面と第２の熱良導性部材の外側周面で形成
すると共に、第２の熱良導性部材は枠体から側外方には
み出す部分がないので、収容部に上方から容易に硬化性
樹脂を流し込むことができる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 通電により熱を発生する発熱面と通電に
   より熱を吸収する吸熱面とを有する熱電モジュールと、 前記発熱面及び前記吸熱面のうちの一方を、面状に支持
   する第１の熱良導性部材と、 前記第１の熱良導性部材に固着され前記熱電モジュール
   を収納する枠体と、 少なくともその一部が前記枠体に収容されて前記発熱面
   及び前記吸熱面のうちの他方を面状に支持する第２の熱
   良導性部材と、 前記枠体の内周面と前記第２の熱良導性部材の前記枠体
   と対向する外側周面との間を密閉する密閉手段とを備え
   ることを特徴とする熱電モジュールジャケット。
2. 【請求項２】 前記第１の熱良導性部材及び前記第２の
   熱良導性部材のうちの少なくとも一方は、熱膨張、収縮
   による伸縮が可能な状態で前記熱電モジュールを面状に
   支持することを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュ
   ールジャケット。
3. 【請求項３】 前記枠体及び前記第２の熱良導性部材の
   うちの少なくとも一方は、他方に向けて張出して前記他
   方に当接する張出部を備えており、 前記密閉手段は硬化性樹脂であり、 前記張出部は、前記枠体の前記内周面及び前記第２の熱
   良導性部材の前記外側周面とともに前記密閉手段の収容
   部を形成することを特徴とする請求項１または請求項２
   に記載の熱電モジュールジャケット。
4. 【請求項４】 前記枠体の前記内周面及び前記第２の熱
   良導性部材の前記外側周面のうちの少なくとも一方に、
   その周回り方向に穿設された溝部を備えることを特徴と
   する請求項３に記載の熱電モジュールジャケット。
5. 【請求項５】 請求項１から請求項４のうちのいずれか
   １の請求項に記載の熱電モジュールジャケットと、 前記熱電モジュールジャケットからの発熱を放出させる
   ための放熱装置とを備えたことを特徴とする熱電加熱冷
   却装置。
6. 【請求項６】 前記第１の熱良導性部材の上に前記熱電
   モジュールを載置して前記第１の熱良導性部材に前記熱
   電モジュールの前記発熱面及び前記吸熱面のうちの前記
   一方を面状に支持させる第１の工程と、 前記第１の工程の後に、前記第１の熱良導性部材の上に
   前記枠体を固着して前記熱電モジュールを収納させる第
   ２の工程と、 前記第２の工程の後に、前記熱電モジュールの上に前記
   第２の熱良導性部材を載置し該第２の熱良導性部材の前
   記一部を前記枠体に収容して前記熱電モジュールの前記
   発熱面及び前記吸熱面のうちの前記他方を面状に支持さ
   せる第３の工程と、 前記第３の工程の後に、前記密閉手段により前記枠体の
   前記内周面と前記第２の熱良導性部材の前記外側周面と
   の間を密閉する第４の工程とを含むことを特徴とする請
   求項１に記載の熱電モジュールジャケットについての熱
   電モジュールジャケットの製造方法。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の熱電モジュールジャケ
   ットの製造方法と、 前記第１の熱良導性部材または前記第２の熱良導性部材
   に前記放熱装置を取り付ける放熱装置取り付け工程とを
   含むことを特徴とする請求項５に記載の熱電加熱冷却装
   置についての熱電加熱冷却装置の製造方法。