JP2005328000A - 熱電変換デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できる熱電変換デバイスを提供する。
【解決手段】可撓性を有すると共に断面波形状とされていることによりその上面Ｍ１側へ突出した複数の頂部１２ａとその下面Ｍ２側へ突出した複数の底部とが形成された電気絶縁性シート１２と、電気絶縁性シート１２に設けた第１接点２３と第２接点２４を有する熱電対２０と、可撓性を有すると共に頂部１２ａの上面Ｍ１に固定した吸熱シート１４と、可撓性を有すると共に底部の下面Ｍ２に固定した放熱シートとを備えた熱電変換デバイスであって、吸熱シート１４は頂部１２ａに固定し、放熱シートは底部に固定し、第１接点２３は頂部１２ａに隣接する頂部隣接部３６に配置し、第２接点２４は底部に隣接する底部隣接部に配置した。
【選択図】 図６

Description

本発明は、電子デバイスの供給電源や補助電源、及び温度センサや赤外線センサ等として利用可能な素子であって、温接点と冷接点との温度差により発電するゼーベック効果を利用した熱電変換デバイスに関するものである。

従来、シリコン基板等の可撓性を有さない基材に対して熱電対を構成した熱電変換デバイスが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。そのため、熱電変換デバイス全体としても可撓性を有さない構成となっている。

ところで、近年では可撓性を有する熱電変換デバイスが開発されつつある。即ち、図１１の分解斜視図に示すように、熱電変換デバイス１０１は、可撓性を有すると共に断面波形状に形成された電気絶縁性シート１０２、該電気絶縁性シート１０２の上面Ｕに設けられた熱電対群１０３、及び熱電対群１０３が設けられた電気絶縁性シート１０２を上下両側からそれぞれ固定した熱交換シート１０４，１０５を備えている。熱電対群１０３は、平面状をなした電気絶縁性シート１０２に設け、その後、電気絶縁性シート１０２を断面波形状に形成している。

図１２に示すように、熱電対群１０３は、複数の熱電対１０６が直列接続されて構成されている。各熱電対１０６は、第１金属線１０６ａと第２金属線１０６ｂとから構成されている。各熱電対１０６は、その第１金属線１０６ａと第２金属線１０６ｂとの接続点が第１接点１０７とされており、隣接する熱電対１０６同士の接続点が第２接点１０８とされている。

図１３に示すように、各第１接点１０７は、電気絶縁性シート１０２の頂部１０９に位置するように設けられ、各第２接点１０８は、電気絶縁性シート１０２の底部１１０に位置するように設けられている。

図１２に示すように、電気絶縁性シート１０２の熱電対群１０３が設けられていない部分には、波打ち方向に延びるように複数のスリット１１１が形成されている。電気絶縁性シート１０２は、波打ち方向と直交する辺１１２が湾曲するようにその全体を撓まそうとすると、スリット１１１が波打ち方向と直交する方向へ広がることにより、その全体が撓む。

図１３に示すように、熱交換シート１０４は、可撓性を備え、頂部１０９及びその頂部１０９付近に対応する上面Ｕに接着固定されている。熱交換シート１０５は、可撓性を備え、底部１１０及びその底部１１０付近に対応する下面Ｄに接着固定されている。

この熱電変換デバイス１０１は、様々な方向へ撓ませることが可能なため、柔軟性を損ないたくないものに対して設けることが可能となる。例えば、この熱電変換デバイスを衣服の中に設けると、その衣服の柔軟性を損なうことなく体温で発電したり、逆に衣服を冷却したりする等、今までにない用途に応用できるようになる。
特開２００２−５０８０１号公報

しかしながら、熱電変換デバイス１０１においては、平面状をなす電気絶縁性シート１０２に対して熱電対群１０３を設けてから、断面波形状に形成している。このため、図１４（ａ）に示すように、電気絶縁性シート１０２の頂部１０９は大きく湾曲しており、その上面Ｕに設けられた第１接点１０７には過大な引っ張り応力が常に加わっている。また、図１４（ｂ）に示すように、電気絶縁性シート１０２の底部１１０は大きく湾曲しており、その上面Ｕに設けられた第２接点１０８には過大な圧縮応力が常に加わっている。そしてさらに、この熱電変換デバイス１０１を撓ますと、第１接点１０７にはより大きな引っ張り応力が加わったり、第２接点１０８にはより大きな圧縮応力が加わったりする。このため、熱電変換デバイス１０１を繰り返し撓ませると、第１接点１０７及び第２接点１０８に加わる応力の大きさが繰り返し変化し、この結果、熱電対群１０３が断線してしまうことがある。

加えて、電気絶縁性シート１０２は、複数のスリット１１１を形成することにより、辺１１２が湾曲するようにその全体が可撓できるように構成していた。しかしながら、電気絶縁性シート１０２に接着固定されている熱交換シート１０４は、それ自体に可撓性を有しているものの、スリット１１１を有する電気絶縁性シート１０２の可撓性には及ばなかった。この電気絶縁性シート１０２と熱交換シート１０４との可撓性の違いにより、電気絶縁性シート１０２と熱交換シート１０４との接着部には、応力が発生する。そのため、電気絶縁性シート１０２と熱交換シート１０４との接着部に配置され、かつ熱交換シート１０４に直に接着されている各第１接点１０７には、応力が加わる。第１接点１０７（及び第２接点１０８）は、異なる金属同士の接続部であるため、熱電対群１０３におけるその他の部分よりも断線を起こしやすい。よって、熱電変換デバイス１０１を繰り返し撓ませると、第１接点１０７に応力が繰り返し加わり、熱電対群１０３が断線してしまうことがある。

従って、熱電変換デバイス１０１を繰り返し撓ませることによる熱電対群１０３の断線を抑制する対策が望まれている。
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できる熱電変換デバイスを提供することにある。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、可撓性を有すると共に断面波形状とされていることによりその表面側へ突出した複数の頂部とその裏面側へ突出した複数の底部とが形成された電気絶縁性シートと、前記電気絶縁性シートに設け、第１接点と第２接点を有する熱電対と、可撓性を有すると共に前記頂部の表面に固定した第１熱交換シートと、可撓性を有すると共に前記底部の裏面に固定した第２熱交換シートと、を備えた熱電変換デバイスであって、前記第１熱交換シートは、前記頂部に固定し、前記第２熱交換シートは、前記底部に固定し、前記第１接点は、前記頂部に隣接する頂部隣接部に配置し、前記第２接点は、前記底部に隣接する底部隣接部に配置した。

請求項２に記載の発明は、可撓性を有すると共に断面波形状とされていることによりその表面側へ突出した複数の頂部とその裏面側へ突出した複数の底部とが形成された電気絶縁性シートと、前記電気絶縁性シートに対して波打ち方向に延びるように設けた第１スリットと、前記電気絶縁性シートに設け、第１接点と第２接点を有する熱電対と、可撓性を有すると共に前記頂部の表面に固定した第１熱交換シートと、可撓性を有すると共に前記底部の裏面に固定した第２熱交換シートと、を備えた熱電変換デバイスであって、前記第１熱交換シートには、前記波打ち方向に延びるように第２スリットを設けた。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記第２熱交換シートには、前記波打ち方向に延びるように第２スリットを設けた。
請求項４に記載の発明は、請求項２又は請求項３に記載の発明において、前記第２スリットが設けられた熱交換シートにおける前記電気絶縁性シートとは反対側には、該熱交換シートを覆うと共に可撓性及び伸縮性を備えた異物侵入防止部材を設けた。

（作用）
請求項１に記載の発明によれば以下に示す作用を得る。頂部及び底部は湾曲していることから、頂部の表面には引っ張り応力が加わっており、底部の表面には圧縮応力が加わっている。そして、この熱電変換デバイスを撓ますと、表面における頂部にはより大きな引っ張り応力が加わったり、表面における底部にはより大きな圧縮応力が加わったりする。第１接点は頂部を避けるようにして配置されており、第２接点は底部を避けるようにして配置されている。そのため、第１接点は、それを頂部に配置した場合に比して引っ張り応力が加わりにくい。また、第２接点は、それを底部に配置した場合に比して圧縮応力が加わりにくい。このため、第１接点及び第２接点は、それらを頂部及び底部に配置した場合に比して断線を起こしにくい。

請求項２に記載の発明によれば以下に示す作用を得る。断面波形状をなす電気絶縁性シートは、波打ち方向と直交する辺が湾曲するようにその全体が撓もうとすると、第１スリットが波打ち方向と直交する方向へ広がることにより、その全体が撓む。その際、第１熱交換シートは、第２スリットが波打ち方向と直交する方向へ広がりながら撓むため、この結果、その全体が良好に撓む。このため、第１熱交換シートは、第１スリットが設けられた電気絶縁性シートの撓みを規制することがなく、第１熱交換シートと電気絶縁性シートとの固定部に応力が生じにくい。このため、例えば、第１接点と第１熱交換シートとを直に固定した構成とした場合であっても、第１熱交換シートと電気絶縁性シートとの固定部に応力が生じにくくなっているため、第１接点に応力が加わりにくく、この結果、第１接点の断線を起こしにくい。

請求項３に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。断面波形状をなす電気絶縁性シートは、波打ち方向と直交する辺が湾曲するようにその全体が撓もうとすると、第１スリットが波打ち方向と直交する方向へ広がることにより、その全体が撓む。その際、第２スリットを設けた第２熱交換シートは、第２スリットが波打ち方向と直交する方向へ広がりながら撓むため、この結果、その全体が良好に撓む。よって、第２熱交換シートは、第１スリットが設けられた電気絶縁性シートの撓みを規制することがない。

請求項４に記載の発明によれば、請求項２又は請求項３に記載の発明の作用に加えて以下に示す作用を得る。第２スリットを設けた熱交換シートが該第２スリットを波打ち方向と直交する方向へ広げながら撓む際に、異物侵入防止部材は、伸びながら撓む。そのため、第２スリットを設けた熱交換シートと異物侵入防止部材との間に応力を生じにくい。そのため、異物侵入防止部材は、第２スリットが設けられた熱交換シートの可撓性を低下させることを抑制しつつ該第２スリットから電気絶縁性シートへ異物が侵入することを防止できる。

本発明によれば、繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できる。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図１０に従って説明する。
図１に示すように構成された本実施形態の熱電変換デバイス１１は、図３の分解斜視図に示すように、電気絶縁性シート１２、該電気絶縁性シート１２の上面Ｍ１に設けられた熱電対群１３、吸熱シート１４、放熱シート１５、カバーシート１６，１７が積み重なる状態で構成されている。吸熱シート１４は第１熱交換シートに相当し、放熱シート１５は第２熱交換シートに相当し、カバーシート１６，１７はそれぞれ異物侵入防止部材に相当する。

電気絶縁性シート１２は、可撓性を備えると共に断面波形状に形成され、例えばポリイミド樹脂から形成されている。吸熱シート１４は、可撓性を備えると共に長方形状のシートとされており、例えば、黒体材料（例えば、酸化コバルト）を混ぜたポリイミド系樹脂から構成されている。放熱シート１５は、可撓性を備えると共に長方形状のシートとされており、例えば、アルミニウム箔から構成されている。カバーシート１６，１７は、可撓性及び伸縮性を備えると共に長方形状のシートとされており、例えばシリコーン樹脂から形成されている。

この熱電変換デバイス１１は、例えば、カバーシート１６及び吸熱シート１４を冷却すると共にカバーシート１７及び放熱シート１５を温めることにより、熱電対群１３が発電を行うようになっている（ゼーベック効果）。逆に、この熱電変換デバイス１１は、例えば、熱電対群１３に電流を流すと、カバーシート１６及び吸熱シート１４が冷却（吸熱）され、カバーシート１７及び放熱シート１５が温められる（発熱される）ようなはたらきもする（ペルチェ効果）。以下、このゼーベック効果及びペルチェ効果を総称して熱電変換ということがある。

電気絶縁性シート１２、吸熱シート１４、放熱シート１５、及びカバーシート１６，１７は、可撓性を備えており、この結果、熱電変換デバイス１１は様々な方向へ撓ませることができるようになっている。

次に、熱電変換デバイス１１の構成を詳述する。
図４に示すように、電気絶縁性シート１２は、一対の短手辺Ｓと、その短手辺Ｓと直交する一対の長手辺Ｌとを有しており、長手辺Ｌが波打つ（図１参照）ように電気絶縁性シート１２全体が断面波形状に形成されている。電気絶縁性シート１２は、上記のように断面波形状に形成されていることにより、長手辺Ｌが曲がるように（図８参照）その全体が撓むようになっている。

また、図３に示すように、電気絶縁性シート１２全体が断面波形状に形成されていることにより、該電気絶縁性シート１２には、複数（本実施形態では３つ）の頂部１２ａ及び複数（本実施形態では４つ）の底部１２ｂが短手辺Ｓに沿って形成されている。

図４に示すように、熱電対群１３は、電気絶縁性シート１２の上面Ｍ１に蛇行状をなす一本の線状に成膜されており、該熱電対群１３は複数の熱電対２０から構成されている。詳述すると、電気絶縁性シート１２は、互いに隣り合う頂部１２ａと底部１２ｂとにより長手辺Ｌに沿って６つの区域に区分されている。なお、図４の左から右へかけて順に第１区域Ｚ１、第２区域Ｚ２、第３区域Ｚ３、第４区域Ｚ４、第５区域Ｚ５、第６区域Ｚ６とする。第１区域Ｚ１内に成膜された４つの熱電対２０は、直列接続され、短手辺Ｓに沿ってかつ短手辺Ｓ方向略全域に亘って蛇行するように配置されている。同様に、第２〜第６区域Ｚ２〜Ｚ６内にそれぞれ成膜された３つ又は４つの熱電対２０は、その区域内で直列接続され、その区域内において短手辺Ｓに沿ってかつ短手辺Ｓ方向略全域に亘って蛇行するように配置されている。そして、隣り合う区域同士の熱電対２０の端部同士が適宜接続されていることにより、一本の熱電対群１３が構成されている。

熱電対２０は、物理蒸着法としての真空蒸着法により成膜され、薄膜状をなしている。なお、この熱電対２０は、塗布法や、メッキ法や、物理蒸着法としてのスパッタリング法にて成膜してもよい。各熱電対２０は、ニッケル（Ｎｉ）からなる第１金属線２１と、クロム（Ｃｒ）からなる第２金属線２２とをそれぞれ備えている。

なお、第１金属線２１及び第２金属線２２の材料（金属）は、熱電対として機能するものであれば、他の材料（金属）を採用してもよい。即ち、第１金属線２１及び第２金属線２２は、互いに異なる材料（金属）で熱電変換が行える材料（金属）であればどのような材料（金属）を採用してもよい。特に、ゼーベック係数の差が大きな２種類の材料（金属）を用いるほど、熱電対の出力電圧（熱電変換効率）は大きくなる。また、熱電対を構成する一方の材料及び他方の材料は、半導体、合金、酸化物でもよい。

熱電対２０は、その第１金属線２１と第２金属線２２との接続点が第１接点２３とされている。また、隣接する熱電対２０同士の接続点が第２接点２４とされている。各第１接点２３は、電気絶縁性シート１２の頂部１２ａに隣接するように配置され、各第２接点２４は、電気絶縁性シート１２の底部１２ｂに隣接するように配置されている。

電気絶縁性シート１２の熱電対群１３が成膜されていない部分には、波打ち方向に延びるように、即ち長手辺Ｌに沿って複数のスリット２５が形成されている。スリット２５は第１スリットに相当する。各スリット２５のうちその約半数が、長手辺Ｌに沿う方向において、頂部１２ａを跨って形成されている。各スリット２５のうちその約半数が、長手辺Ｌに沿う方向において、底部１２ｂを跨って形成されている。

図３及び図５に示すように、この吸熱シート１４及び放熱シート１５には、前記電気絶縁性シート１２の各スリット２５と対応する位置に、平面視において、該スリット２５と同形状及び同じ大きさの第２スリットとしてのスリット３０，３１がそれぞれ形成されている。

図２に示すように、電気絶縁性シート１２の上面Ｍ１の各頂部１２ａ部分は、吸熱シート１４に対してそれぞれ固定され、電気絶縁性シート１２の下面Ｍ２（裏面）の各底部１２ｂ部分は、放熱シート１５に対してそれぞれ固定されている。

図１に示すように、カバーシート１６は、吸熱シート１４における電気絶縁性シート１２とは反対側、即ち吸熱シート１４の上面の全面を覆うようにその吸熱シート１４に固定されている。カバーシート１７は、放熱シート１５における電気絶縁性シート１２とは反対側、即ち放熱シート１５の下面の全面を覆うようにその放熱シート１５に固定されている。

熱電変換デバイス１１は、第１接点２３を頂部１２ａに隣接するように配置し、第２接点２４を底部１２ｂに隣接するように配置することにより、厚さ方向ｔ（図２参照）において熱電対群１３の第１接点２３と第２接点２４とが離間されている。この両接点２３，２４の距離が離れるほど、両接点２３，２４の温度差を広げることができ、熱電変換効率を高めることができる。

次に、電気絶縁性シート１２の頂部１２ａ付近及び底部１２ｂ付近の構成について詳述する。
図６（ａ）に示すように、頂部１２ａは、非導電性接着剤３７にて吸熱シート１４に固定されている。電気絶縁性シート１２は、頂部１２ａの長手辺Ｌに沿う両隣に頂部隣接部３６を備えている。図６（ｂ）に示すように、頂部隣接部３６には、第１接点２３が配置されている。

また、図７（ａ）に示すように、底部１２ｂは、非導電性接着剤４２にて放熱シート１５に固定されている。電気絶縁性シート１２は、底部１２ｂの長手辺Ｌに沿う両隣に底部隣接部４１を備えている。図７（ｂ）に示すように、底部隣接部４１には、第２接点２４が配置されている。

次に、本実施形態の熱電変換デバイス１１の作用・効果について説明する。
（１）電気絶縁性シート１２の頂部１２ａ及び底部１２ｂは湾曲していることから、頂部１２ａの上面Ｍ１（表面）には引っ張り応力が加わっており、底部１２ｂの上面Ｍ１（表面）には圧縮応力が加わっている。

ところで図８に示すように、長手辺Ｌの中央が曲がるように熱電変換デバイス１１を下方へ撓ませると、放熱シート１５及びカバーシート１７の長手辺Ｌに沿う中央部が、電気絶縁性シート１２の下面Ｍ２に当接する。

この際、上面Ｍ１における頂部１２ａにはより大きな引っ張り応力が加わったり、上面Ｍ１における底部１２ｂにはより大きな圧縮応力が加わったりする。第１接点２３は頂部１２ａを避けるようにして配置されており、第２接点２４は底部１２ｂを避けるようにして配置されている。そのため、第１接点２３は、それを頂部１２ａに配置した場合に比して引っ張り応力が加わりにくい。また、第２接点２４は、それを底部１２ｂに配置した場合に比して圧縮応力が加わりにくい。このため、第１接点２３及び第２接点２４は、それらを頂部１２ａ及び底部１２ｂに配置した場合に比して断線を起こしにくい。従って、熱電変換デバイス１１は、繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できる。

また、第１接点２３を吸熱シート１４に直に接着固定していないため、電気絶縁性シート１２と吸熱シート１４とで温度差が生じてしまい頂部１２ａの上面Ｍ１に熱応力が発生したとしても、その熱応力が第１接点２３に直接加わることがなく、第１接点２３が断線を起こすことがない。

（２）図９に示すように、熱電変換デバイス１１は、短手辺Ｓの両端が下方に向けて撓もうとすると（図９の矢印Ａ１参照）、即ち、波打ち方向と直交する辺（短手辺Ｓ）が湾曲するようにその全体が撓もうとすると以下に示す作用を奏する。電気絶縁性シート１２は、その頂部１２ａを跨って形成したスリット２５が短手辺Ｓ方向へ広がることにより、その全体が撓む。その際、図１０（図５の二点鎖線枠に対応）に示すように、スリット３０を形成した吸熱シート１４は、スリット３０が短手辺Ｓ方向へ広がりながら撓むため、この結果、その全体が良好に撓む。さらにその際、カバーシート１６は、伸縮性を備えており、延びながら撓む。このため、スリット３０を形成した吸熱シート１４は、スリット２５を形成した電気絶縁性シート１２の撓みを規制することがなく、吸熱シート１４と電気絶縁性シート１２との固定部（非導電性接着剤３７）に応力が生じにくい。

このため、仮に、第１接点２３を頂部１２ａに配置した場合には、その第１接点２３と吸熱シート１４とが直に固定される構成となるが、上述したように、吸熱シート１４と電気絶縁性シート１２との固定部（非導電性接着剤３７）に応力が生じにくくなっている。よって、第１接点２３に応力が加わりにくく、この結果、第１接点２３の断線を起こしにくい。

本実施形態の熱電変換デバイス１１では、上述したように吸熱シート１４と電気絶縁性シート１２との固定部（非導電性接着剤３７）に応力が生じにくくなっており、かつ第１接点２３を頂部１２ａから避けて配置したため、より一層第１接点２３の断線を起こしにくい。従って、熱電変換デバイス１１は、繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できる。

（３）また、図９に示すように、熱電変換デバイス１１は、短手辺Ｓの両端が上方に向けて撓もうとすると（図９の矢印Ａ２参照）、即ち、波打ち方向と直交する辺（短手辺Ｓ）が湾曲するようにその全体が撓もうとすると以下に示す作用を奏する。電気絶縁性シート１２は、その底部１２ｂを跨って形成したスリット２５が短手辺Ｓ方向へ広がることにより、その全体が撓む。その際、図１０に示すように、スリット３１を形成した放熱シート１５は、スリット３１が短手辺Ｓ方向へ広がりながら撓むため、この結果、その全体が良好に撓む。さらにその際、カバーシート１７は、伸縮性を備えており、延びながら撓む。従って、放熱シート１５及びカバーシート１７は、スリット２５を形成した電気絶縁性シート１２の撓みを規制することがなく、この結果、熱電変換デバイス１１を好適に撓ませることができる。

（４）伸縮性を備えたカバーシート１６を、吸熱シート１４の上面の全面を覆うようにその吸熱シート１４に固定し、伸縮性を備えたカバーシート１７を、放熱シート１５の下面の全面を覆うようにその放熱シート１５に固定した。吸熱シート１４（放熱シート１５）がスリット３０（３１）を短手辺Ｓ方向へ広げながら撓む際に、カバーシート１６（１７）は伸びながら撓む。そのため、吸熱シート１４（放熱シート１５）とカバーシート１６（１７）との間に応力を生じにくい。このため、カバーシート１６，１７は、シート１４，１５の可撓性の低下を抑制しつつ該シート１４，１５のスリット３０，３１から電気絶縁性シート１２へ異物が侵入することを防止できる。よって、異物侵入による熱電対群１３の破損を防止することができ、熱電変換デバイス１１を長期にわたり好適に使用できる。

（５）熱電変換デバイス１１は、図２に示すように、段ボールの断面構造と同様の構造のため、厚さ方向ｔにおいて潰れにくい。言い換えると、熱電変換デバイス１１は、長期にわたり使用していても、厚さ方向ｔにおいて第１接点２３と第２接点２４との距離が変化しにくい。熱電変換デバイス１１は、両接点２３，２４の温度差を生じる要因の一つとして両接点２３，２４の距離がある。熱電変換デバイス１１は、両接点２３，２４の温度差により熱電変換の大きさ（発電量・放熱量・吸熱量）が決定される。よって、熱電変換デバイス１１は、両接点２３，２４の距離が長期にわたり維持できることにより、熱電変換の大きさを長期にわたり維持することができる。

（６）さらに詳しく述べると、仮に、吸熱シート１４及び放熱シート１５を省略し、カバーシート１６，１７を電気絶縁性シート１２に直接固定した熱電変換デバイスを構成とすると、カバーシート１６，１７は伸縮性を備えているため、電気絶縁性シート１２の波形形状を維持することができない。そのため、この熱電変換デバイスの場合、厚さ方向ｔにおいて第１接点２３と第２接点２４とが近接してしまい熱電変換効率を低下させてしまうことがある。

しかしながら、本実施形態の熱電変換デバイス１１のように、電気絶縁性シート１２に対して、スリット３０，３１及び可撓性を有するシート１４，１５を直接固定し、その吸熱シート１４及び放熱シート１５の外面に対してカバーシート１６，１７を固定することにより、以下の３つの効果を全て得ることができる。両接点２３，２４の距離が長期にわたり維持されることにより熱電変換の大きさを長期にわたり維持でき、異物侵入による熱電対群１３の破損を防止することができ、熱電変換デバイス１１を好適に撓ませることができる。

なお、上記実施形態は、以下の態様に変更してもよい。
前記実施形態では、熱電変換デバイス１１は、その要件にカバーシート１６，１７を含んでいた。しかしながら、繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できるという効果、及び熱電変換の大きさを長期にわたり維持することができるという効果については、電気絶縁性シート１２、熱電対群１３、吸熱シート１４、及び放熱シート１５のみの構成によっても得ることができる。従って、上記の両効果を得る上では、上記カバーシート１６，１７のうち少なくとも一方の要件を割愛することができる。

前記実施形態では、熱電変換デバイス１１は、第１接点２３を頂部１２ａから避けて配置していたが、該第１接点２３を頂部１２ａに位置するように配置してもよい。この場合であっても、吸熱シート１４にスリット３０が形成されていることにより、電気絶縁性シート１２と吸熱シート１４との固定部（非導電性接着剤３７）に応力が生じにくくなっているため、第１接点２３に応力が加わりにくく、この結果、第１接点２３の断線を起こしにくい。従って、熱電変換デバイス１１を長期にわたり好適に使用できる。

前記実施形態では、熱電変換デバイス１１は、その要件にシート１４，１５に形成したスリット３０，３１を含んでいた。しかしながら、繰り返し撓ませても長期にわたり好適に使用できるという効果、及び熱電変換の大きさを長期にわたり維持することができるという効果については、スリット３０，３１のうち少なくとも一方を割愛しても得ることができる。

次に、上記実施形態及びその態様の変更から把握できる技術的思想について以下に追記する。
（イ）前記電気絶縁性シートには、波打ち方向に延びるように第１スリットを設け、前記第１熱交換シートには、前記波打ち方向に延びるように第２スリットを設けたことを特徴とする請求項１に記載の熱電変換デバイス。

（ロ）前記第１熱交換シートは前記頂部に固定し、前記第２熱交換シートは前記底部に固定し、前記第１接点は前記頂部に隣接する頂部隣接部に配置し、前記第２接点は前記底部に隣接する底部隣接部に配置したことを特徴とする請求項２乃至請求項４のうちいずれか１項に記載の熱電変換デバイス。

本実施形態の熱電変換デバイスの斜視図。 同じく熱電変換デバイスの正断面図。 同じく熱電変換デバイスの分解斜視図。 同じく電気絶縁性シートの平面図。 同じく吸熱シート（放熱シート）の平面図。 （ａ）は、図２の頂部の拡大図。（ｂ）は、頂部を概略的に示す図。 （ａ）は、図２の底部の拡大図。（ｂ）は、底部を概略的に示す図。 同じく熱電変換デバイスを撓ました状態を示す正面図。 同じく熱電変換デバイスの側面図。 図５の二点鎖線で囲った部分の平面図であり、吸熱シート（放熱シート）のスリットが広がった状態を示す図。 従来技術の熱電変換デバイスの斜視図。 同じく電気絶縁性シートの平面図。 同じく熱電変換デバイスの正面図。 （ａ）は、図１３の頂部付近の拡大図。（ｂ）は、図１３の底部付近の部分拡大図。

符号の説明

１１…熱電変換デバイス、１２…電気絶縁性シート、１２ａ…頂部、１２ｂ…底部、１４…第１熱交換シートとしての吸熱シート、１５…第２熱交換シートとしての放熱シート、１６，１７…異物侵入防止部材としてのカバーシート、２０…熱電対、２３…第１接点、２４…第２接点、２５…第１スリットとしてのスリット、３０，３１…第２スリットとしてのスリット、３６…頂部隣接部、４１…底部隣接部、Ｍ１…表面としての上面、Ｍ２…裏面としての下面。

Claims (4)

1. 可撓性を有すると共に断面波形状とされていることによりその表面側へ突出した複数の頂部とその裏面側へ突出した複数の底部とが形成された電気絶縁性シートと、
   前記電気絶縁性シートに設け、第１接点と第２接点を有する熱電対と、
   可撓性を有すると共に前記頂部の表面に固定した第１熱交換シートと、
   可撓性を有すると共に前記底部の裏面に固定した第２熱交換シートと、
   を備えた熱電変換デバイスであって、
   前記第１熱交換シートは、前記頂部に固定し、
   前記第２熱交換シートは、前記底部に固定し、
   前記第１接点は、前記頂部に隣接する頂部隣接部に配置し、
   前記第２接点は、前記底部に隣接する底部隣接部に配置した
   ことを特徴とする熱電変換デバイス。
2. 可撓性を有すると共に断面波形状とされていることによりその表面側へ突出した複数の頂部とその裏面側へ突出した複数の底部とが形成された電気絶縁性シートと、
   前記電気絶縁性シートに対して波打ち方向に延びるように設けた第１スリットと、
   前記電気絶縁性シートに設け、第１接点と第２接点を有する熱電対と、
   可撓性を有すると共に前記頂部の表面に固定した第１熱交換シートと、
   可撓性を有すると共に前記底部の裏面に固定した第２熱交換シートと、
   を備えた熱電変換デバイスであって、
   前記第１熱交換シートには、前記波打ち方向に延びるように第２スリットを設けたことを特徴とする熱電変換デバイス。
3. 前記第２熱交換シートには、前記波打ち方向に延びるように第２スリットを設けたことを特徴とする請求項２に記載の熱電変換デバイス。
4. 前記第２スリットが設けられた熱交換シートにおける前記電気絶縁性シートとは反対側には、該熱交換シートを覆うと共に可撓性及び伸縮性を備えた異物侵入防止部材を設けたことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の熱電変換デバイス。

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