JP2006287066A - 熱電変換装置およびその装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の熱交換部材および複数の電極部材が複数の熱電素子の配列状態に対応する所定の位置に配設することができるとともに製造工数の低減が図れる熱電変換装置およびその装置の製造方法を実現する。
【解決手段】 吸熱、放熱基板２０は、熱交換部材２５と電極部材１６とを接合させるときに、第２保持板２１に形成された基板穴２１ａに複数の熱交換部材２５の電極部２５ａを仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、電極部材１６の外縁が第２保持板２１の一端面に当接させて、それぞれの電極部２５ａと電極部材１６とを一斉に接合させる。これにより、複数の熱交換部材を所定の位置に配設することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、Ｎ型熱電素子、Ｐ型熱電素子からなる直列回路に直流電流を通電させることで吸熱、放熱が得られる熱電変換装置およびその装置の製造方法に関するものであり、特に、隣接する熱電素子とそれに電気的に直列接続する電極素子に接合される熱交換素子組立体の構造、製造方法に関する。

従来、この種の熱電変換装置として、例えば、特許文献１のように、複数の熱電素子を平面状に配設し、各熱電素子の一方面に一方側電極素子を設けるとともに、他方面に他方側電極素子を設けている。そして、一方側電極素子および他方側電極素子の少なくとも一方に熱交換素子を形成している熱電変換装置が知られている。
特開２００３−１２４５３１号公報

しかしながら、上記特許文献１のような装置では、一方側電極素子および他方側電極素子に対応する熱交換素子が複数個設けられるとともに、隣り合う熱交換素子相互は電気的に絶縁させて配設されている。また、これらの熱電素子が極小部品であるため熱交換素子の形成工数や組付工数が多大となるため生産性の低下の問題があった。

そこで、発明者らは、製造工数の低減を図るために、複数の熱電素子の配列状態に対応する所定の位置にそれぞれの熱交換素子の電極部を接合させて複数の熱交換素子を所定の位置に配設することを特徴とする特許を出願している（例えば、特願２００４−３０３２４４号参照）。

具体的には、複数のＰ型熱電素子と複数のＮ型熱電素子を所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体と、この熱電素子組立体に配列された隣接する熱電素子とを電気的に直列接続する電極部およびその電極部より伝熱される熱を熱交換する熱交換部とを有する複数の熱交換素子とを備えている。

そして、その複数の熱交換素子は、第２保持板に仮固定の状態で一体に構成させた後に、それぞれの電極部をそれぞれの隣接する熱電素子の端面に同時に接合させるようにしている。これにより、複数の熱交換素子を所定の位置に配設することができるとともに製造工数の低減が図れる。

しかしながら、その後の発明者らの検討によれば、熱電素子組立体に配列された隣接する熱電素子の端面に別体の電極素子を接合させ、その電極素子に熱交換素子の電極部を接合するように構成して、複数の熱交換素子を第２保持板に仮固定の状態で一体に構成させた後に、それぞれの熱交換素子の電極部とそれぞれの電極素子とを同時に接合させると、接合するまでの間に熱電素子に接合された電極素子が所定の位置からずれてしまうことを見出した。

つまり、熱交換素子の電極部と電極素子とを接合するまでの間に、熱電素子と電極素子との接合部が溶けてしまって電極素子がずれてしまうことが分った。

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、複数の熱交換素子および複数の電極素子が複数の熱電素子の配列状態に対応する所定の位置に配設することができるとともに製造工数の低減が図れる熱電変換装置およびその装置の製造方法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ないし請求項５に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とこれら複数の熱電素子（１２、１３）を保持する第１保持板（１１）とを有し、この第１保持板（１１）に複数の熱電素子（１２、１３）を所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（１０）と、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とを電気的に直列接続する複数の電極素子（１６）を有し、その複数の電極素子（１６）を熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合してなる電極素子組立体（１５）と、複数の電極素子（１６）のそれぞれに対応して設けられた複数の熱交換素子（２５）とこれら複数の熱交換素子（２５）を保持する第２保持板（２１）とを有し、電極素子（１６）の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる一対の熱交換素子組立体（２０）とを備え、
一対の熱交換素子組立体（２０）の間に電極素子組立体（１５）が積層された状態において、熱交換素子組立体（２０）は、熱交換素子（２５）と電極素子（１６）とを接合させるときに、電極素子（１６）の外縁が第２保持板（２１）の一端面に当接されるように構成したことを特徴としている。

この発明によれば、熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極素子（１６）がずれることはなく、熱交換素子（２５）と電極素子（１６）とを接合することができる。これにより、複数の熱交換素子（２５）が複数の電極素子（１６）の配列状態に対応する所定の位置に配設することができる。

また、第２保持板（２１）の一端面が電極素子（１６）と熱電素子（１２、１３）との接合面近傍に配置されることで、低温側となる電極素子（１６）の熱電素子（１２、１３）側に対して露出する表面積を低下することができる。これにより、熱電素子（１２、１３）の側面から対流により特に低温側となる電極素子（１６）への熱伝達量を低下することができる。従って、低温側の接合部の吸熱量を低下させないため熱電変換効率の向上が図れる。

さらに、第２保持板（２１）の一端面と第１保持板（１１）との間に断熱空間が形成されることで熱電素子（１２、１３）から発生する熱が熱交換素子（２５）の熱交換部側に洩れることはない。

請求項２に記載の発明では、熱交換素子（２５）のそれぞれは、電極素子（１６）に伝熱可能に結合する電極部（２５ａ）、およびその電極部（２５ａ）より伝熱される熱を熱交換する熱交換部（２５ｂ）とを有し、熱交換素子組立体（２０）は、第２保持板（２１）に形成された基板穴（２１ａ）に複数の熱交換素子（２５）の電極部（２５ａ）を仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、それぞれの電極部（２５ａ）と電極素子（１６）とを一斉に接合させることを特徴としている。

この発明によれば、複数の熱交換素子（２５）が電極素子（１６）に接合する前にずれを発生することなく所定の位置に配設することができる。また、一斉に接合させることで製造工数の低減が図れる。

請求項３に記載の発明では、第２保持板（２１）には、電極素子（１６）の配列状態に対応する位置に、その電極素子（１６）の平面面積よりも小さめの開口面積を有する基板穴（２１ａ）が形成されていることを特徴としている。

この発明によれば、具体的には、第２保持板（２１）の基板穴（２１ａ）の外縁を電極素子（１６）の外縁に当接させることができる。これにより、熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極素子（１６）がずれることはない。

請求項４に記載の発明では、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とこれら複数の熱電素子（１２、１３）を保持する第１保持板（１１）とを備え、この第１保持板（１１）に複数の熱電素子（１２、１３）を所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（１０）と、
複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とを電気的に直列接続する複数の電極素子（１６）を備え、その複数の電極素子（１６）を熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合してなる電極素子組立体（１５）と、
複数の電極素子（１６）のそれぞれに対応して設けられた複数の熱交換素子（２５）とこれら複数の熱交換素子（２５）を保持する第２保持板（２１）とを備え、この第２保持板（２１）に複数の熱交換素子（２５）を仮固定の状態で電極素子（１６）の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる一対の熱交換素子組立体（２０）と、
一対の熱交換素子組立体（２０）の間に電極素子組立体（１５）が積層された状態において、電極素子（１６）の外縁を第２保持板（２１）の一端面に当接させ、それぞれの熱交換素子（２５）と電極素子（１６）とを一斉に接合する接合組立体とを具備することを特徴としている。

この発明によれば、電極素子（１６）の外縁を第２保持板（２１）の一端面に当接させることにより、熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極素子（１６）がずれることがない。また、接合組立体の前に複数の熱交換素子（２５）を仮固定の状態で配置することにより、複数の熱交換素子（２５）が電極素子（１６）に接合する前にずれを発生することなく所定の位置に配設することができる。

請求項５に記載の発明では、熱交換素子（２５）のそれぞれは、電極素子（１６）に伝熱可能に結合する電極部（２５ａ）とその電極部（２５ａ）より伝熱される熱を熱交換する熱交換部（２５ｂ）を備え、
熱交換素子組立体（２０）は、第２保持板（２１）の電極素子（１６）の配列状態に対応する位置に、その電極素子（１６）の平面面積よりも小さめの開口面積を有する基板穴（２１ａ）が形成され、その基板穴（２１ａ）にそれぞれの電極部（２５ａ）が配設されていることを特徴としている。

この発明によれば、具体的には、第２保持板（２１）の基板穴（２１ａ）の外縁を電極素子（１６）の外縁に当接させることができる。これにより、熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極素子（１６）がずれることはない。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の一実施形態における熱電変換装置を図１ないし図７に基づいて説明する。図１は本実施形態における熱電変換装置の主要部を示す平面図であり、図２は本実施形態における熱電変換装置の主要部を示す下面図である。図３は熱電変換装置の全体構成を示す図１に示すＡ−Ａ断面図であり、図４は図３に示すＢ−Ｂ断面図、図５は図３に示すＣ−Ｃ断面図である。

また、図６は熱電変換装置の全体構成を示す分解模式図であり、図７は熱交換部材２５の形状を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。

本実施形態の熱電変換装置は、図３および図４に示すように、複数個のＰ型、Ｎ型の熱電素子１２、１３を配列した熱電素子組立体である熱電素子基板１０と、隣接する熱電素子１２、１３とを電気的に直列接続する電極素子である電極部材１６と、その電極部材１６に伝熱可能に結合する熱交換素子である熱交換部材２５を複数個配設させた一対の熱交換素子組立体である吸熱、放熱基板２０および一対のケース部材２８とから構成している。

熱電素子組立体である熱電素子基板１０は、図４および図５に示すように、平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂、もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる第１保持板１１に、Ｐ型熱電素子１２およびＮ型熱電素子１３を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して一体構成にしたものである。

Ｐ型熱電素子１２はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＰ型半導体により構成され、Ｎ型熱電素子１３はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＮ型半導体により構成された極小部品である。また、熱電素子基板１０は、Ｐ型熱電素子１２およびＮ型熱電素子１３を第１保持板１１に碁盤目状に配列するように一体成形で形成している。このときに、Ｐ型熱電素子１２およびＮ型熱電素子１３は、第１保持板１１よりも上端面、下端面が突き出すように形成されている。

そして、図中に示す左右上端に配設する熱電素子１２、１３には、それぞれ端子２４ａ、２４ｂが設けられ、その端子２４ａ、２４ｂには、図示しない直流電源の正側端子を端子２４ａに接続し、負側端子を端子２４ｂに接続するようにしている。

電極素子である電極部材１６は、平板状の銅材などの導電性金属から形成され、熱電素子基板１０に配列された熱電素子群のうち、隣接するＰ型熱電素子１２およびＮ型熱電素子１３を電気的に直接接続する電極である。その平面形状は、図４および図５に示すように、すべて同一形状で統一されており、隣接する熱電素子１２、１３の端面を覆う程度の矩形状に形成している。

そして、この電極部材１６は、熱電素子基板１０に配列された熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の位置に配置して接合により結合している。つまり、隣接する熱電素子１２、１３の両端に複数個配設されている。

具体的には、熱電素子基板１０の片面側（図４参照）では、隣接する熱電素子１２、１３が電気的にＰＮ接合（後述する）となるように接続し、他面側（図５参照）では、電気的にＮＰ接合（後述する）となるように接続している。なお、第１電極部材１６は熱電素子１２、１３の端面に半田付けで接合している。

また、熱電素子基板１０の片面側（図４参照）に配設する電極部材１６は、熱電素子群の外端に隣接する熱電素子１２、１３に配設する場合と、熱電素子群の外端より内側に隣接する熱電素子１２、１３に配設する場合とは、配設方向が異なる方向に配設している。

つまり、熱電素子群の外端に隣接する熱電素子１２、１３に配設するときは、熱電素子群に直交する方向に配設し、熱電素子群の外端より内側に隣接する熱電素子１２、１３に配設するときは、熱電素子群に沿う方向に配設している。ここで、熱電素子基板１０に複数個の電極部材１６を接合により配設させた組立て状態を電極素子組立体１５と、請求項では称する。

熱交換素子組立体である吸熱、放熱基板２０は、図１および図２に示すように、平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂、もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる第２保持板２１に、複数個の熱交換部材２５を一体に構成している。

その熱交換部材２５は、銅材などの導電性金属からなる薄肉の板材を用いて、図７（ａ）ないし図７（ｃ）に示すように、断面が略Ｕ字状からなり底部に平面状の電極部２５ａを形成し、その電極部２５ａから外方に延出された平面にルーバー状の熱交換部であるフィン２５ｂを形成している。フィン２５ｂは電極部２５ａから伝熱される熱を吸熱、放熱するためのフィンであり、切り起こしなどの成形加工により電極部２５ａと一体に形成している。

そして、その平面状の電極部２５ａが電極素子組立体１５に配設された電極部材１６の配列状態に対応する所定の位置に配置するように第２保持板２１に一体に構成している。そして、この第２保持板２１には電極部２５ａを嵌入するための基板穴２１ａが形成されている。ここで、本実施形態では、この基板穴２１ａを、図１および図２に示すように、電極部材１６の平面面積よりも小さめの開口面積で形成している。

言い換えれば、電極部２５ａの一端面と電極部材１６の一端面とを接合するときに、第２保持板２１の基板穴２１ａの外縁が電極部材１６の外縁を当接させるように構成している。これは、電極部２５ａと電極部材１６とを接合するときに、第２保持板２１で電極部材１６を押さえることで電極部２５ａと電極部材１６とが接合する前に、電極部材１６が左右、前後方向にずれを発生しないようにしたものである。従って、熱交換部材２５の電極部２５ａは、基板穴２１ａに嵌合する平面面積で形成している。

なお、電極部２５ａは第２保持板２１の一端面にその電極部２５ａの一端面が僅かに突き出す程度の位置に基板穴２１ａに嵌入するように構成している。そして、この複数個の熱交換部材２５は、第２保持板２１に電極部２５ａおよびフィン２５ｂが風の流れに沿う方向に同一方向となるように配設している。

つまり、熱電素子基板１０の一方側（図１参照）に配設する熱交換部材２５は、熱電素子群の外端に配設する場合と熱電素子群の外端の内側に配設する場合とは異なる形状で形成して所定の位置に配設している。なお、熱電素子基板１０の他方側（図２参照）に配設する熱交換部材２５は、上述した熱電素子群の外端の内側に配設する場合と同一形状のものを４列配設している。

ここで、端子２４ａから入力された直流電源は、図３に示すように、図中に示す右端のＮ型熱電素子１３の上端に配設された電極部材１６からＮ型熱電素子１３に流れ、下側の電極部材１６を介して左隣のＰ型熱電素子１２に直列的に流れ、次に、このＰ型熱電素子１２から上方の電極部材１６を介して左隣のＮ型熱電素子１３に直列的に流れるようになっている。

このときに、ＰＮ接合部を構成する上方の電極部材１６は、ペルチェ効果によって高温の状態となり、ＮＰ接合部を構成する下方の電極部材１６は低温の状態となる。つまり、上方に配設されたフィン２５ｂは放熱部である放熱熱交換部を形成して高温の状態が伝熱されて冷却流体が接触され、下方に配設されたフィン２５ｂは吸熱部である吸熱熱交換部を形成して低温の状態が伝熱されて被冷却流体が接触される。

言い換えれば、図３に示すように、熱電素子基板１０を区画壁として、熱電素子基板１０の両側にケース部材２８で送風通路を形成して、その送風通路に空気を流通することで、フィン２５ｂと空気とが熱交換され、熱電素子基板１０を区画壁として、上方のフィン２５ｂで空気を加熱することができ、下方のフィン２５ｂで空気を冷却することができる。

また、第２保持板２１の一端面が電極部材１６と熱電素子１２、１３との接合面近傍に配置されることで、例えば、下方側の低温側となる電極部材１６の熱電素子１２、１３側に対して露出する表面積を低下することができる。これにより、熱電素子１２、１３の側面から対流により特に低温側となる電極部材１６および電極部２５ａへの熱伝達量を低下することができる。従って、低温側の接合部の吸熱量を低下させないため熱電変換効率の向上が図れる。

さらに、第２保持板２１の一端面と第１保持板１１との間に断熱空間が形成されることで熱電素子１２、１３から発生する熱が熱交換部材２５の吸熱側および放熱側に洩れることはない。なお、本実施形態では、第２保持板２１に形成する基板穴２１ａを、電極部材１６の長辺側および短辺側をともに小さめに形成して、電極部材１６の平面面積よりも小さめの開口面積で形成したが、これに限らず、長辺側もしくは短辺側のみを小さめにして基板穴２１ａを形成しても良い。

次に、以上の構成による熱電変換装置の組み付け方法について説明する。まず、熱電素子１２、１３は、図４および図５に示すように、第１保持板１１に設けられた基板穴にＰ型とＮ型を交互に略碁盤目状に複数個配列して熱電素子基板１０を一体に構成する。これにより、複数の熱電素子１２、１３が第１保持板１１に一体に構成される。

そして、図６に示すように、熱電素子基板１０に隣接して配列された熱電素子１２、１３の両端面に電気的に直列接続するように複数個の電極部材１６を半田付けにより接合する。これにより、複数の電極部材１６が熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の位置に配設することができる。

そして、上方側に配設される電極部材１６がＰＮ接合部を形成し、隣接する熱電素子１２、１３を直列的に接続されるとともに、下方側に配設される電極部材１６がＮＰ接合部を形成し、隣接する熱電素子１２、１３を直列的に接続される。

なお、熱電素子基板１０に複数個の電極部材１６を接合により配設させた組立て状態を電極素子組立体１５と請求項では称する。また、熱電素子１２、１３および電極部材１６は、半導体、電子部品などを制御基板に組み付けるための製造装置であるマウンター装置を用いて製造してもよい。

そして、吸熱、放熱基板２０は、図１および図２に示すように、第２保持板２１に形成された基板穴２１ａに電極部２５ａを嵌入して仮固定の状態で第２保持板２１に一体に構成する。このとき、熱電素子基板１０の一方側（図１参照）の熱電素子群の外側に配設するときは、形状の異なる熱交換部材２５を配設する。これにより、放熱側の吸熱、放熱基板２０と吸熱側の吸熱、放熱基板２０との一対が形成される。

そして、放熱側の吸熱、放熱基板２０と吸熱側の放熱電極基板２０との間に、電極素子組立体１５を挟んで組み合わせて、電極素子１６の外縁を第２保持板２１の一端面に当接させ、それぞれの電極部２５ａと電極素子１６とを一斉に半田付けにより接合する。これを請求項で称する接合組立体である。

これにより、熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極部材１６がずれることがない。また、接合組立体の前に複数の熱交換部材２５を仮固定の状態で配置することにより、複数の熱交換部材２５が電極部材１６に接合する前にずれを発生することなく所定の位置に配設することができる。

そして、第２保持板２１の上方側、下方側をケース部材２８により空気経路を形成するように組み付けることで、上方側に放熱熱交換部が形成され、下方側に吸熱熱交換部が形成されて、これに空気を流通させることで冷風、温風を得ることが可能となる。なお、この種の熱電変換装置として、半導体や電気部品などの発熱部品の冷却用や暖房装置などの加熱用に用いられる。

以上の一実施形態による熱電変換装置によれば、一対の吸熱、放熱基板２０の間に電極素子組立体１５が積層された状態において、吸熱、放熱基板２０は、熱交換部材２５と電極部材１６とを接合させるときに、電極部材１６の外縁が第２保持板２１の一端面に当接されるように構成したことにより、熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極部材１６がずれることはなく、熱交換部材２５と電極部材１６とを接合することができる。これにより、複数の熱交換部材２５が複数の電極部材１６の配列状態に対応する所定の位置に配設することができる。

また、第２保持板２１の一端面が電極部材１６と熱電素子１２、１３との接合面近傍に配置されることで、低温側となる電極部材１６の熱電素子１２、１３側に対して露出する表面積を低下することができる。これにより、熱電素子１２、１３から対流により特に低温側となる電極部材１６への熱伝達量を低下することができる。従って、低温側の接合部の吸熱量を低下させないため熱電変換効率の向上が図れる。

さらに、第２保持板２１の一端面と第１保持板１１との間に断熱空間が形成されることで熱電素子１２、１３から発生する熱が熱交換部材２５の熱交換部側に洩れることはない。

また、一対の吸熱、放熱基板２０は、第２保持板２１に形成された基板穴２１ａに複数の熱交換部材２５の電極部２５ａを仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、それぞれの電極部２５ａと電極部材１６とを一斉に接合させることにより、複数の熱交換部材２５が電極部材１６に接合する前にずれを発生することなく所定の位置に配設することができる。また、一斉に接合させることで製造工数の低減が図れる。

また、第２保持板２１には、電極部材１６の配列状態に対応する位置に、その電極部材１６の平面面積よりも小さめの開口面積を有する基板穴２１ａが形成されていることにより、第２保持板２１の基板穴２１ａの外縁を電極部材１６の外縁に当接させることができる。これにより、熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極部材１６がずれることはない。

複数の電極部２５ａと電極部材１６とを接合する製造方法として、第２保持板２１に複数の熱交換部材２５を仮固定の状態で電極部材１６の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる一対の吸熱、放熱基板２０を組み立てする。

そして、この一対の吸熱、放熱基板２０の間に、電極素子組立体１５が積層された状態において、電極部材１６の外縁を第２保持板２１の一端面に当接させ、それぞれの熱交換部材２５と電極部材１６とを一斉に半田付けで接合するようにしている。

これにより、電極部材１６の外縁を第２保持板２１の一端面に当接させることで、熱電素子１２、１３の配列状態に対応する所定の配列状態に結合されている電極部材１６がずれることがない。また、接合する前に複数の熱交換部材２５を仮固定の状態で配置することにより、複数の熱交換部材２５が電極部材１６に接合する前にずれを発生することなく所定の位置に配設することができる。

（他の実施形態）
以上の一実施形態では、複数の熱交換部材２５を第２保持板２１の基板穴２１ａに嵌入して仮固定するように構成したが、これに限らず、熱交換部材２５を基板穴２１ａに圧入するようにして仮固定させてもよい。

言い換えれば、基板穴２１ａと電極部２５ａとのはめあい状態をしまりばめとなる基板穴２１ａに形成して圧入させても良い。また、図８に示すように、基板穴２１ａと仮固定する熱交換部材２５の根元部２５ｃを湾曲状に形成し、その弾性力を応用して基板穴２１ａに電極部２５ａを圧入して仮固定するように構成しても良い。さらに、基板穴２１ａに電極部２５ａを嵌入して接着剤で仮固定するように構成しても良い。

また、以上の実施形態では、熱交換部材２５のフィン２５ｂをルーバー状に形成したが、これに限らず、フィン２５ｂの形状をオフセット状に形成しても良い。

本発明の第１実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す平面図である。 本発明の第１実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す下面図である。 図１に示すＡ−Ａ断面図である。 図３に示すＢ−Ｂ断面図である。 図３に示すＣ−Ｃ断面図である。 本発明の第１実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す分解模式図である。 本発明の第１実施形態における熱交換部材２５の形状を示す（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は（ａ）に示すＡ−Ａ断面図である。 他の実施形態における熱交換部材２５の形状を示す側面図である。

符号の説明

１０…熱電素子基板（熱電素子組立体）
１１…第１保持板
１２…Ｐ型熱電素子、熱電素子
１３…Ｎ型熱電素子、熱電素子
１５…電極素子組立体
１６…電極部材（電極素子）
２０…吸熱、放熱基板（熱交換素子組立体）
２１…第２保持板
２１ａ…基板穴
２５…熱交換部材（熱交換素子）
２５ａ…電極部
２５ｂ…フィン（熱交換部）

Claims (5)

1. 複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とこれら複数の熱電素子（１２、１３）を保持する第１保持板（１１）とを有し、前記第１保持板（１１）に前記複数の熱電素子（１２、１３）を所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（１０）と、
   前記複数のＰ型熱電素子（１２）と前記複数のＮ型熱電素子（１３）とを電気的に直列接続する複数の電極素子（１６）を有し、その複数の電極素子（１６）を前記熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合してなる電極素子組立体（１５）と、
   前記複数の電極素子（１６）のそれぞれに対応して設けられた複数の熱交換素子（２５）とこれら複数の熱交換素子（２５）を保持する第２保持板（２１）とを有し、前記電極素子（１６）の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる一対の熱交換素子組立体（２０）とを備え、
   前記一対の熱交換素子組立体（２０）の間に前記電極素子組立体（１５）が積層された状態において、
   前記熱交換素子組立体（２０）は、前記熱交換素子（２５）と前記電極素子（１６）とを接合させるときに、前記電極素子（１６）の外縁が前記第２保持板（２１）の一端面に当接されるように構成したことを特徴とする熱電変換装置。
2. 前記熱交換素子（２５）のそれぞれは、前記電極素子（１６）に伝熱可能に結合する電極部（２５ａ）、およびその電極部（２５ａ）より伝熱される熱を熱交換する熱交換部（２５ｂ）とを有し、
   前記熱交換素子組立体（２０）は、前記第２保持板（２１）に形成された基板穴（２１ａ）に前記複数の熱交換素子（２５）の前記電極部（２５ａ）を仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、それぞれの前記電極部（２５ａ）と前記電極素子（１６）とを一斉に接合させることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
3. 前記第２保持板（２１）には、前記電極素子（１６）の配列状態に対応する位置に、その電極素子（１６）の平面面積よりも小さめの開口面積を有する前記基板穴（２１ａ）が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の熱電変換装置。
4. 複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とこれら複数の熱電素子（１２、１３）を保持する第１保持板（１１）とを備え、前記第１保持板（１１）に前記複数の熱電素子（１２、１３）を所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（１０）と、
   前記複数のＰ型熱電素子（１２）と前記複数のＮ型熱電素子（１３）とを電気的に直列接続する複数の電極素子（１６）を備え、その複数の電極素子（１６）を前記熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に結合してなる電極素子組立体（１５）と、
   前記複数の電極素子（１６）のそれぞれに対応して設けられた複数の熱交換素子（２５）とこれら複数の熱交換素子（２５）を保持する第２保持板（２１）とを備え、前記第２保持板（２１）に前記複数の熱交換素子（２５）を仮固定の状態で前記電極素子（１６）の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる一対の熱交換素子組立体（２０）と、
   前記一対の熱交換素子組立体（２０）の間に前記電極素子組立体（１５）が積層された状態において、
   前記電極素子（１６）の外縁を前記第２保持板（２１）の一端面に当接させ、それぞれの前記熱交換素子（２５）と前記電極素子（１６）とを一斉に接合する接合組立体とを具備することを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
5. 前記熱交換素子（２５）のそれぞれは、前記電極素子（１６）に伝熱可能に結合する電極部（２５ａ）とその電極部（２５ａ）より伝熱される熱を熱交換する熱交換部（２５ｂ）を備え、
   前記熱交換素子組立体（２０）は、前記第２保持板（２１）の前記電極素子（１６）の配列状態に対応する位置に、その電極素子（１６）の平面面積よりも小さめの開口面積を有する基板穴（２１ａ）が形成され、その基板穴（２１ａ）にそれぞれの前記電極部（２５ａ）が配設されていることを特徴とする請求項４に記載の熱電変換装置の製造方法。

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