JP2008270618A - 熱電発電モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】モジュール荷重の低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の電気的導通状態を常に安定して確保することができる熱電発電モジュールを提供する。
【解決手段】熱電発電モジュール１０の熱電発電中における吸熱部材Ｈや放熱部材Ｃの熱変形や熱歪により、ケーシング１１の受熱板１１Ａと放熱板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、コイルばね１９，１９がモジュール荷重とは別系統の押圧荷重をモジュール荷重の作用方向と直交する方向からｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部に独立して付与するため、これらの高温側端部の電気的接触状態が維持されてその電気的導通状態が確保される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換する熱電発電モジュールに関するものである。

熱電発電モジュールは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生する２種類の極性の異なる熱電発電素子、すなわち、ｎ型熱電発電素子およびｐ型熱電発電素子を交互に直列に接続した構造を有し、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換することができる。

このような熱電発電モジュールとしては、一群の熱電発電素子を前後左右に並べて配列した平板状の熱電発電モジュールが従来一般に知られている。この種の熱電発電モジュールにおいて、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部は、これにハンダやロウ付けなどで接合された電極板を介して相互に電気的に接続されるのが一般的であり、同様に、高温側端部もハンダやロウ付けなどで接合された電極板を介して相互に電気的に接続される。

ところで、熱電発電素子の高温側端部に電極板が接合された構造では、熱電発電素子の熱膨張と電極板の熱膨張との相違から、両者の間に熱応力が発生する。そして、例えば熱電発電素子の高温側端部が５００℃以上となる熱電発電モジュールの使用条件下では、熱電発電素子の高温側端部と電極板との間に大きな熱応力が発生して両者の接合部が損傷する恐れがある。

このような技術的背景から、熱電発電素子の高温側端部（吸熱側端面）と電極板（吸熱側電極）とを非接合として両者の間に弾性変形可能な金属細線網を介設し、この金属細線網を挟んで両者を電気的に接触させることで電気的導通状態を確保するようにした技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
特開２００５−６４４５７号公報（段落番号１８、図１）

ところで、特許文献１に記載の技術では、熱電変換装置（熱電発電モジュール）の吸熱側（高温側）と放熱側（低温側）との間に作用するモジュール荷重のみによって熱電発電素子と電極とを押圧しており、このモジュール荷重のみで熱電発電素子の吸熱側端面（高温側端部）と吸熱側電極（電極板）とを金属細線網により電気的に接触させている。

このため、熱電変換装置（熱電発電モジュール）の周辺部品の熱変形や熱歪によりモジュール荷重が低下し、あるいは不均一になると、熱電発電素子の吸熱側端面（高温側端部）と金属細線網との間、または、金属細線網と吸熱側電極（電極板）との間に電気的な接触不良が発生し、隣接する２種類の熱電発電素子の高温側端部の間に電気的導通不良が発生する恐れがある。

そこで、本発明は、モジュール荷重の低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の電気的導通状態を常に安定して確保することができる熱電発電モジュールを提供することを課題とする。

本発明に係る熱電発電モジュールは、吸熱部材と放熱部材との間に挟持されてモジュール荷重を受けるケーシング内に、前記モジュール荷重が軸方向に作用する向きで極性の異なる２種類の熱電発電素子が交互に直列に接続されて配列されており、放熱部材に放熱する熱電発電素子の低温側端部が交互に接合状態で電気的に導通され、吸熱部材から吸熱する熱電発電素子の高温側端部が交互に非接合の接触状態で電気的に導通される熱電発電モジュールであって、モジュール荷重とは別系統の押圧荷重を熱電発電素子の高温側端部に付与することで、その高温側端部の電気的導通状態を確保する押圧手段を備えていることを特徴とする。

本発明に係る熱電発電モジュールでは、吸熱部材と放熱部材との間に挟持されたケーシングから各熱電発電素子の軸方向にモジュール荷重が作用することで、熱電発電中における各熱電発電素子の高温側端部から低温側端部への熱流が確保される。そして、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部が交互に接合状態で電気的に導通され、また、高温側端部が押圧手段の押圧荷重により非接合の接触状態で相互に電気的に導通されることで、各熱電発電素子の相互間の電気的導通状態が確保される。

ここで、熱電発電モジュールの熱電発電中における吸熱部材や放熱部材の熱変形や熱歪により、各熱電発電素子に作用するモジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、押圧手段がモジュール荷重とは別系統の押圧荷重を熱電発電素子の高温側端部に独立して付与するため、熱電発電素子の高温側端部の電気的な接触状態が維持されてその電気的導通状態が確保される。

本発明に係る熱電発電モジュールにおいて、隣接する熱電発電素子の交互に電気的に導通される高温側端部は、電極を介して電気的に接触する構造でもよいし、電極を介することなく相互に電気的に接触する構造であってもよい。そして、電極を介して接触する構造の場合、隣接する熱電発電素子の交互に電気的に導通される高温側端部は、その側面が高温側電極を介して相互に電気的に接触する構造としてもよいし、その端面が高温側電極を介して相互に電気的に接触する構造としてもよい。

ここで、押圧手段は、モジュール荷重の作用方向と直交する方向に沿って配置されたコイルばね等の弾性体を有する構造とすることができる。また、モジュール荷重の作用方向に沿って配置されたコイルばねと、このコイルばねによる押圧荷重の向きをモジュール荷重の作用方向と直交する方向に変換するクランクとを有する構造とすることができる。

さらに、押圧手段は、モジュール荷重の作用方向に沿って配置されたねじり棒ばねと、このねじり棒ばねのねじりトルクをモジュール荷重の作用方向と直交する方向の押圧荷重に変換するアームとを有する構造とすることができる。

本発明に係る熱電発電モジュールでは、熱電発電中における吸熱部材や放熱部材の熱変形や熱歪により、各熱電発電素子に作用するモジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、押圧手段がモジュール荷重とは別系統の押圧荷重を熱電発電素子の高温側端部に独立して付与するため、熱電発電素子の高温側端部の電気的な接触状態が維持されてその電気的導通状態が確保される。

従って、本発明の熱電発電モジュールによれば、モジュール荷重の低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

以下、図面を参照して本発明に係る熱電発電モジュールの各実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は第１実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造をケーシングの一部を破断して示す斜視図、図２は図１に示した熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す断面図である。

まず、図１および図２を参照して第１実施形態の熱電発電モジュール１０を説明する。この熱電発電モジュール１０は、中空板状に形成されたケーシング１１内に、極性の異なる２種類の熱電発電素子であるｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとが交互に直列に接続されて配列された構造を備えている。

ケーシング１１は、高温の吸熱部材Ｈに面接触する伝熱性の高い肉薄の受熱板１１Ａと、低温の放熱部材Ｃに面接触する伝熱性の高い肉薄の放熱板１１Ｂと、両者の周縁部にそれぞれ接合される剛性の高い肉厚の周壁部１１Ｃとで中空板状に形成されている。

このケーシング１１は、吸熱部材Ｈと放熱板１１Ｂとの間に受熱板１１Ａおよび放熱板１１Ｂが挟持されることで、モジュール荷重を受熱板１１Ａおよび放熱板１１Ｂで受けるようなっている。そして、このケーシング１１の内部は、後述する高温側電極や低温側電極、あるいは前述したｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎなどが高温下で酸化するのを防止するため、不活性ガスが充填された密封状態とされている。

ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、断面形状が例えば四角形の柱状に形成されており、その軸方向にモジュール荷重が作用する向きでケーシング１１内に縦横に配列されている。すなわち、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、それらの高温側端面が受熱板１１Ａの内面に対向し、それらの低温側端面が放熱板１１Ｂの内面に対向するように配列されている。

ｐ型熱電発電素子Ｐは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生し、その際、受熱板１１Ａ側の高温側端部が−極となり、放熱板１１Ｂ側の低温側端部が＋極となる。反対に、ｎ型熱電発電素子Ｎは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生し、その際、受熱板１１Ａ側の高温側端部が＋極となり、放熱板１１Ｂ側の低温側端部が−極となる。

そこで、ｎ型熱電発電素子Ｎの−極となる低温側端部の端面と、例えばその右側に配置されたｐ型熱電発電素子Ｐの＋極となる低温側端部の端面とに跨って板状の低温側電極１２がハンダやロウ付けなどで接合されている。そして、この低温側電極１２を介してｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部とｐ型熱電発電素子Ｐの低温側端部とが接合状態で相互に電気的に導通されている。

一方、ｎ型熱電発電素子Ｎの＋極となる高温側端部と、その左側に配置されたｐ型熱電発電素子Ｐの−極となる高温側端部とは、両者の間に挟持される高温側電極１３を介して非接合の接触状態で電気的に導通される。そのための構造として、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部とその右側のｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互に対面する部位には、その側面から端面にわたる切欠き部Ｐ１，Ｎ１がそれぞれ形成されている。

これに対応して、高温側電極１３には、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に形成された切欠き部Ｐ１，Ｎ１の間に挟持されるように突入する肉厚の本体１３Ａと、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の端面およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の端面に対面する左右一対の板状部１３Ｂ，１３Ｂとが一体に形成されている。

この高温側電極１３は、本体１３Ａに加えて左右一対の板状部１３Ｂ，１３Ｂを有するため、その分、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に対する接触面積が増えて電気的な接触状態を得る上で有利である。また、左右一対の板状部１３Ｂがｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端面およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面に対面しているため、低温側電極１２との電位差を大きくする上で有利である。

このような高温側電極１３の本体１３Ａおよび左右一対の板状部１３Ｂ，１３Ｂと、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部との接触面間には、その電気的な接触性を良好にするために、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料からなる弾力のある柔軟な薄板状の導通板１４，１４が挟み込まれている。

ここで、低温側電極１２を介して低温側端部が相互に電気的に導通されるｎ型熱電発電素子Ｎとｐ型熱電発電素子Ｐとの間には、絶縁板１５が挟み込まれている。また、高温側電極１３を介して高温側端部が相互に電気的に導通されるｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの間には、その間隔より厚さの薄い絶縁板１６が所定の隙間を開けて挟み込まれている。

さらに、各ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに流れる電流がケーシング１１側へリークするのを防止するため、各低温側電極１２と放熱板１１Ｂとの間には絶縁シート１７が介設され、各高温側電極１３と受熱板１１Ａとの間には同様の絶縁シート１７が介設されている。

そして、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、ケーシング１１の受熱板１１Ａと放熱板１１Ｂとが受けるモジュール荷重により、その高温側端部の端面が導通板１４、高温側電極１３の板状部１３Ｂおよび絶縁シート１７を介して受熱板１１Ａに密着し、その低温側端部の端面が低温側電極１２および他の絶縁シート１７を介して放熱板１１Ｂに密着している。こうして、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部から低温側端部への熱流が確保されている。

ここで、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部とｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部との間の電気的な導通を確保するため、ケーシング１１の周壁部１１Ｃと、この周壁部１１Ｃに対面する各列の熱電発電素子群の高温側端部の側面との間には、絶縁材料で構成された複数対のコイルばね１８，１８が押圧手段として配設されている。

各対のコイルばね１８，１８は、図２の左右方向に配列された各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に対し、モジュール荷重の作用方向と直交する方向からモジュール荷重とは別系統の押圧荷重をそれぞれ付与する。そのため、各対のコイルばね１８，１８は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの軸方向に直交する横向きに配置されている。

これらの各対のコイルばね１８，１８を収容するため、ケーシング１１の周壁部１１Ｃの両側には、剛性の高い膨出部１１Ｄ，１１Ｄが受熱板１１Ａ側に寄った部位に突設されている。そして、この膨出部１１Ｄ，１１Ｄの内側空間に各対のコイルばね１８，１８が収容されており、これらのコイルばね１８，１８の一端は、剛性の高い膨出部１１Ｄ，１１Ｄの側壁内面に圧接している。

そして、各対のコイルばね１８，１８の他端、すなわち、左側の膨出部１１Ｄの内側空間に収容された一方のコイルばね１８の他端は、例えばｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の側面に圧接し、右側の膨出部１１Ｄの内側空間に収容された他方のコイルばね１８の他端は、ｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の側面に圧接している。

こうして、左右方向に配列された各列の熱電発電素子群においては、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の切欠き部Ｐ１とｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の切欠き部Ｎ１との間に、高温側電極１３の本体１３Ａが所定の押圧荷重で挟持されており、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部とｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部との間の電気的な導通が確保されている。

以上のように構成された第１実施形態の熱電発電モジュール１０では、吸熱部材Ｈが高温となり、放熱部材Ｃが低温となると、ケーシング１１の受熱板１１Ａから放熱板１１Ｂに向かう熱流が発生する。そして、この熱流により、各ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が高温となり、低温側端部が低温となることで、その温度差に応じた熱起電力が各ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに発生し、こうして熱エネルギーが電気エネルギーに直接変換される。

このような熱電発電モジュール１０の熱電発電中において、吸熱部材Ｈや放熱部材Ｃには全体的あるいは部分的な熱変形や熱歪が発生することがある。そして、この場合、ケーシング１１の受熱板１１Ａと放熱板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生し、ｐ型熱電発電素子Ｐやｎ型熱電発電素子Ｎに作用するモジュール荷重が低下することがある。

しかしながら、第１実施形態の熱電発電モジュール１０においては、図１および図２に示したように、各対のコイルばね１９，１９がモジュール荷重とは別系統の押圧荷重をモジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に独立して付与している。

このため、ｐ型熱電発電素子Ｐの切欠き部Ｐ１とｎ型熱電発電素子Ｎの切欠き部Ｎ１との間に高温側電極１３の本体１３Ａが所定の押圧荷重で確実に挟持される。その結果、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部は、高温側電極１３を介して電気的な接触状態が維持され、その電気的導通状態が確保される。

なお、各列の熱電発電素子群を構成する各ｐ型熱電発電素子Ｐや各ｎ型熱電発電素子Ｎの幅、各絶縁板１５，１６の厚み、各低温側電極１２の長さなどの寸法誤差に起因して、各列の熱電発電素子群の例えば右端に位置するｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部に接合された低温側電極１２は、図３に示すようにその幅方向に傾くことがある。

このような場合、仮に図４に示すように、各対のコイルばね１８（一方のみ図示）が前後４列の熱電発電素子群にまとめて押圧荷重を付与する構造であると、各列の熱電発電素子群に均等に押圧荷重を付与することができない。その結果、一部の列の熱電発電素子群においては、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の電気的導通状態が不安定となる恐れがある。

しかしながら、各対のコイルばね１８（一方のみ図示）は、図３に示すように、各列の熱電発電素子群毎にそれぞれ押圧荷重を付与するため、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の電気的導通状態が安定して確保される。

従って、第１実施形態の熱電発電モジュール１０によれば、モジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の電気的な接触状態を確実に維持し、その電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

なお、第１実施形態の熱電発電モジュール１０において、前述したコイルばね１９は、金属材料で構成することもできる。この場合、コイルばね１８からケーシング１１への電流のリークを防止するため、コイルばね１８の少なくとも一端部、好ましくは両端部には、絶縁処理を施しておく。

また、第１実施形態の熱電発電モジュール１０において、図示したｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの配列は一例であり、ｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとは入れ替えて配列してもよい。

さらに、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎにおいて、低温側端部に低温側電極１２が接合されて一体化されたｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとからなる各アッセンブリの左右方向の剛性が十分に保たれる場合には、絶縁板１５，１６は省略してもよい。また、導通板１４，１４は必須のものではなく、これらは省略してもよい。

つぎに、図５〜図７を参照して第２実施形態の熱電発電モジュール２０を説明する。この熱電発電モジュール２０では、図１、図２に示した第１実施形態の熱電発電モジュール１０のケーシング１１がこれとは構造の異なるケーシング２１に変更されている。また、熱電発電モジュール１０の複数対のコイルばね１８，１８からなる押圧手段が複数対のねじり棒ばね（トーションバースプリング）２８Ａ，２８Ａと、複数対のアーム２８Ｂ，２８Ｂとを有する押圧手段２８に変更されている。

第２実施形態の熱電発電モジュール２０におけるその他の部分の構造は、基本的に図１、図２に示した熱電発電モジュール１０と同様であり、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの他、ケーシング１１の受熱板１１Ａ、低温側電極１２、高温側電極１３、導通板１４、絶縁板１５、絶縁板１６、絶縁シート１７と同様に構成されたケーシング２１の受熱板２１Ａ、低温側電極２２、高温側電極２３、導通板２４、絶縁板２５、絶縁板２６、絶縁シート２７を備えている。

ここで、ケーシング２１は、放熱ブロック部２１Ｂが周壁部２１Ｃと一体に形成された構造を有する。この放熱ブロック部２１Ｂは、各低温側電極２２を覆う絶縁シート２７に平面接触しており、その内部には、多数の放熱フィン２１Ｄが突出する冷却水通路２１Ｅが形成されている。また、周壁部２１Ｃは、図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部のないストレートな外壁面を有する。

一方、押圧手段２８は、モジュール荷重の作用方向に沿って各列の熱電発電素子群の左右に一対ずつ配設された複数対のねじり棒ばね（トーションバー）２８Ａ，２８Ａと、その下端部に剛結されたアーム２８Ｂ，２８Ｂとで構成されている。

ねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａは、丸棒のばね材からなり、その上端部には断面形状が正方形の連結部２８Ｃ，２８Ｃが形成され、その下端部にも同様の連結部２８Ｄ，２８Ｄが形成されている（図６参照）。このねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａの上半部は、ケーシング２１の放熱ブロック部２１Ｂの左右両側に形成された断熱空間内に突入しており、その断熱空間に充填されたグラスウールＧ，Ｇに包囲されている。

ここで、ねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａの上端部の連結部２８Ｃ，２８Ｃは、放熱ブロック部２１Ｂの左右の断熱空間内に突出する支持突部２１Ｆ，２１Ｆの角孔２１Ｇ（図６参照）に嵌合して剛結されている。また、ねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａの下端部付近は、ケーシング２１の周壁部２１Ｃ，２１Ｃの内面に突出形成された支持突部２１Ｈ，２１Ｈの丸孔２１Ｊ（図６、図７参照）に遊嵌して支持されている。

アーム２８Ｂ，２８Ｂは、その基端部の角孔２８Ｅ（図６参照）がねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａの下端部の連結部２８Ｄ，２８Ｄに嵌合した状態でこれに剛結されており、その先端部には、押圧突起２８Ｆ（図６参照）が形成されている。このアーム２８Ｂ，２８Ｂは、予め軸周りに捩じられたねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａのねじりトルクをモジュール荷重の作用方向と直交する方向の押圧荷重に変換し、その押圧荷重を図５の左右方向に配列された各列の熱電発電素子群のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に付与する。

そのための構造として、例えば図５の左端に配列されたｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部には、左側のアーム２８Ｂの押圧突起２８Ｆに当接して押圧される突部Ｐ２が形成され、図５の右端に配列されたｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部には、右側のアーム２８Ｂの押圧突起２８Ｆに当接して押圧される突部Ｎ２が形成されている。

以上のように構成された第２実施形態の熱電発電モジュール２０においては、図５に示したように、各対のねじり棒ばね２８Ａ，２８Ａの下端部に剛結された各対のアーム２８Ｂ，２８Ｂがモジュール荷重とは別系統の押圧荷重をモジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に独立して付与している。

従って、第２実施形態の熱電発電モジュール２０によれば、第１実施形態の熱電発電モジュール１０と同様に、モジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の電気的な接触状態を確実に維持し、その電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

また、第２実施形態の熱電発電モジュール２０によれば、ケーシング２１の周壁部２１Ｃと一体に放熱ブロック部２１Ｂが形成されているため、スペース効率が良い。

さらに、第２実施形態の熱電発電モジュール２０によれば、ケーシング２１の周壁部２１Ｃの外壁面に図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部が存在しないため、図２に示した吸熱部材Ｈと放熱部材Ｃとの間に複数の熱電発電モジュール２０を縦横に並べて熱電発電装置を構成する場合、複数の熱電発電モジュール２０を隙間なく縦横に並べることができ、その分、熱電発電装置の発電効率を向上させるのに有利となる。

続いて、図８〜図１０を参照して第３実施形態の熱電発電モジュール３０を説明する。この熱電発電モジュール３０では、図１、図２に示した熱電発電モジュール１０における複数対のコイルばね１８，１８からなる押圧手段が複数対のコイルばね３８Ａ，３８Ａと、複数対のクランク３８Ｂ，３８Ｂとを有する押圧手段３８に変更されている。これに対応して熱電発電モジュール１０のケーシング１１の周壁部１１Ｃがこれとは構造の若干異なるケーシング３１の周壁部３１Ｃに変更されている。また、熱電発電モジュール１０の各高温側電極１３が形状の異なる各高温側電極３３に変更されている。

第３実施形態の熱電発電モジュール３０におけるその他の部分の構造は、基本的に図１、図２に示した熱電発電モジュール１０と同様であり、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの他、ケーシング１１の受熱板１１Ａおよび放熱板１１Ｂ、低温側電極１２、絶縁板１５、絶縁板１６、絶縁シート１７と同様に構成されたケーシング３１の受熱板３１Ａ、低温側電極３２、絶縁板３５、絶縁板３６、絶縁シート３７を備えている。

ここで、ケーシング３１の周壁部３１Ｃは、断面形状がコの字形に形成されており、図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部のないストレート外壁面を有する。そして、この周壁部３１Ｃの内側には、金属材料で構成された複数対のコイルばね３８Ａ，３８Ａおよび絶縁材料で構成された複数対のクランク３８Ｂ，３８Ｂが押圧手段３８として配設されている。

コイルばね３８Ａ，３８Ａは、図９に示すように左右方向に配列された各列の熱電発電素子群の左右両側に一対ずつモジュール荷重の作用方向に沿って縦向きに配置されている。そして、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの下方には、その押圧荷重の向きをモジュール荷重の作用方向と直交する方向に変換する各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂが配置されている。

各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂは、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの下端に対面する上面と、この上面に直交して各列の熱電発電素子群の左右両端の高温側端部に対面する側面とを有し、この上面と側面との隅部が周壁部３１Ｃの前後の壁部間に架設されたヒンジピン３８Ｃ，３８Ｃに枢支されている。そして、各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂの上面には、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの下端部を囲んで位置決めする環状突部３８Ｄ，３８Ｄが形成され、各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂの側面には押圧突起３８Ｅ，３８Ｅが形成されている。

一方、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａは、その上端が周壁部３１Ｃの上壁内面に圧接しており、その上端部は上壁内面に形成された環状突部３１Ｄ，３１Ｄに囲まれて位置決めされている。そして、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの下端は、各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂの上面に圧接しており、その下端部は環状突部３８Ｄ，３８Ｄに囲まれて位置決めされている。

これにより、各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂは、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの押圧荷重を受けてヒンジピン３８Ｃ，３８Ｃを中心に回動し、その側面の押圧突起３８Ｅ，３８Ｅがモジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群の端部の高温側端部の側面を挟持して押圧する。例えば図９の左側のクランク３８Ｂの押圧突起３８Ｅがｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の側面を押圧し、右側のクランク３８Ｂの押圧突起３８Ｅがｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の側面を押圧する。

ここで、図１０に拡大して示すように、高温側電極３３は、左右一対の板状部３３Ａ，３３Ａと左右一対の傾斜突起３３Ｂ，３３Ｂとが一体に形成された左右対称の断面形状を有する。板状部３３Ａ，３３Ａは、その下面が平坦面に形成されて絶縁シート３７に平面接触しており、その上面が順勾配の緩い傾斜面に形成されてｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の端面に対面している。また、傾斜突起３３Ｂ，３３Ｂは、板状部３３Ａ，３３Ａに対して４５度前後の挟み角で傾斜している。

これに対応して、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の端面は、高温側電極３３の板状部３３Ａ，３３Ａの上面に沿う緩い傾斜面に形成されており、平板状の導通部材３４，３４を介して板状部３３Ａ，３３Ａに斜面接触している。また、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部には、高温側電極３３の傾斜突起３３Ｂ，３３Ｂがそれぞれ嵌合する嵌合孔Ｐ３，Ｎ３が形成されており、この嵌合孔Ｐ３，Ｎ３には、傾斜突起３３Ｂ，３３Ｂが摺動自在に緩く嵌合するカラーＣＬ，ＣＬが焼き付き防止用に内装されている。なお、導通部材３４，３４は、金属板で構成してもよいし、柔軟性のある金属細線網のマットで構成してもよい。

以上のように構成された第３実施形態の熱電発電モジュール３０においては、各対のコイルばね３８Ａ，３８Ａの押圧荷重を受けた各対のクランク３８Ｂ，３８Ｂがヒンジピン３８Ｃ，３８Ｃを中心に回動することで、その側面の押圧突起３８Ｅ，３８Ｅが図９の白抜き矢印に示すように、モジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の側面を押圧して挟持している。

このため、図１０に示すように、高温側電極３３の左右一対の傾斜突起３３Ｂ，３３Ｂがｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの嵌合孔Ｐ３，Ｎ３に内装されたカラーＣＬ，ＣＬに沿って斜め上方に摺動し、高温側電極３３の左右一対の板状部３３Ａ，３３Ａがせり上がる。そして、左右一対の板状部３３Ａ，３３Ａの上面が導通部材３４，３４を介してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面に押圧される結果、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態が確実に維持される。

従って、第３実施形態の熱電発電モジュール３０によれば、第１実施形態の熱電発電モジュール１０と同様に、モジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態を確実に維持し、その電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

また、第３実施形態の熱電発電モジュール３０によれば、ケーシング３１の周壁部３１Ｃの外壁面に図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部が存在しないため、図２に示した吸熱部材Ｈと放熱部材Ｃとの間に複数の熱電発電モジュール３０を縦横に並べて熱電発電装置を構成する場合、複数の熱電発電モジュール３０を隙間なく縦横に並べることができ、その分、熱電発電装置の発電効率を向上させるのに有利となる。

さらに、第３実施形態の熱電発電モジュール３０によれば、高温側電極３３が左右一対の板状部３３Ａ，３３Ａによりｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面にのみ接触するため、低温側電極３２との電位差を大きくする上で有利である。

つぎに、図１１〜図１４を参照して第４実施形態の熱電発電モジュール４０を説明する。この熱電発電モジュール４０では、図９に示した第３実施形態の熱電発電モジュール３０における各高温側電極３３および導通部材３４が異なる形状の各高温側電極４３および導通部材４４に変更されている。また、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、図２に示した熱電発電モジュール１０のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに形成された切欠き部Ｐ１，Ｎ１と同様の切欠き部Ｐ１，Ｎ１を有する。そして、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの切欠き部Ｐ１，Ｎ１内に左右一対のプッシャーアーム４９，４９が配設されている。

第４実施形態の熱電発電モジュール４０におけるその他の部分の構造は、基本的に図９に示した熱電発電モジュール３０と同様であり、ケーシング３１、低温側電極３２、絶縁板３５、絶縁板３６、絶縁シート３７および押圧手段３８と同様に構成されたケーシング４１、低温側電極４２、絶縁板４５、絶縁板４６、絶縁シート４７および押圧手段４８を備えている。

ケーシング４１は、ケーシング３１の受熱板３１Ａ、放熱板３１Ｂ、周壁部３１Ｃおよび環状突部３１Ｄ，３１Ｄと同様に構成された受熱板４１Ａ、放熱板４１Ｂ、周壁部４１Ｃおよび環状突部４１Ｄ，４１Ｄを有する。また、押圧手段４８は、押圧手段３８のコイルばね３８Ａ，３８Ａ、クランク３８Ｂ，３８Ｂ、ヒンジピン３８Ｃ，３８Ｃ、環状突部３８Ｄ，３８Ｄおよび押圧突起３８Ｅ，３８Ｅと同様に構成されたコイルばね４８Ａ，４８Ａ、クランク４８Ｂ，４８Ｂ、ヒンジピン４８Ｃ，４８Ｃ、環状突部４８Ｄ，４８Ｄおよび押圧突起４８Ｅ，４８Ｅを有する。

ここで、高温側電極４３およびその上面に重なる導通板４４は、それぞれハット形の断面形状に形成されている（図１３、図１４参照）。そして、高温側電極４３の上壁部および導通板４４の上壁部には、左右一対のプッシャーアーム４９，４９の中間アーム部４９Ａ，４９Ａが貫通する長孔４３Ａおよび長孔４４Ａがそれぞれ形成されている（図１２参照）。これに対応して、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面は、ハット形の断面形状の導通部材４４の上面に重なる断面形状に形成されている（図１３、図１４参照）。

一方、図１２に示すように、左右一対のプッシャーアーム４９，４９は、左右対称にカギ形に屈曲した正面形状を呈している。このプッシャーアーム４９，４９は、相互に所定間隔を開けて上下方向に延びる中間アーム部４９Ａ，４９Ａと、中間アーム部４９Ａ，４９Ａの上端部から左右方向に相互に離間して延びる長さの短い上側アーム部４９Ｂ，４９Ｂと、中間アーム部４９Ａ，４９Ａの下端部から左右方向に相互に離間して延びる長さの長い下側アーム部４９Ｃ，４９Ｃとを有する。

プッシャーアーム４９，４９の上側アーム部４９Ｂ，４９Ｂは、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの切欠き部Ｐ１，Ｎ１内に臨んでおり、その端部がヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄを介してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに枢支されている。

また、プッシャーアーム４９，４９の下側アーム部４９Ｃ，４９Ｃは、ハット形の断面形状の高温側電極４３の内側空間内に配置されており、その先端部の上面には、高温側電極４３の上壁部の下面を押圧する押圧突起４９Ｅ，４９Ｅが形成されている。そして、プッシャーアーム４９，４９の中間アーム部４９Ａ，４９Ａの下部側面には、相互に当接する支点突起４９Ｆ，４９Ｆが形成されている（図１２参照）。

以上のように構成された第４実施形態の熱電発電モジュール４０においては、各対のコイルばね４８Ａ，４８Ａの押圧荷重を受けた各対のクランク４８Ｂ，４８Ｂがヒンジピン４８Ｃ，４８Ｃを中心に回動することで、その側面の押圧突起４８Ｅ，４８Ｅが図１１の白抜き矢印に示すように、モジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の側面を押圧して挟持している。

このため、図１２に示すよう、左右一対のプッシャーアーム４９，４９においては、ヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄから上側アーム部４９Ｂ，４９Ｂに押圧力が作用し、中間アーム部４９Ａ，４９Ａの下部の支点突起４９Ｆ，４９Ｆが相互に押圧される。そして、これらの押圧力に基づくモーメントにより、下側アーム部４９Ｃ，４９Ｃの先端部上面の押圧突起４９Ｅ，４９Ｅが高温側電極４３の上壁部の下面を上方に押圧する。

ここで、支点突起４９Ｆ，４９Ｆの当接点に作用する押圧力Ｆ１（ヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄに作用する押圧力の反力）と、その作用線からヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄまでの腕の長さＬ１とを乗じたモーメントは、押圧突起４９Ｅ，４９Ｅを上方に押圧する押圧力Ｆ２と、その作用線からヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄまでの腕の長さＬ２とを乗じたモーメントに変換される。

すなわち、押圧突起４９Ｅ，４９Ｅが高温側電極４３の上壁部の下面を上方に押圧する押圧力Ｆ２は、ヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄに作用する押圧力にＬ１／Ｌ２を乗じたものとなり、Ｌ１が大きく、Ｌ２が小さい程、大きな押圧力Ｆ２が高温側電極４３の上壁部の下面に作用する。

このような押圧力Ｆ２が高温側電極４３の上壁部の下面に作用する結果、高温側電極４３の上面全体が導通板４４を介してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面に押圧され、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態が確実に維持される。

従って、第４実施形態の熱電発電モジュール４０によれば、第３実施形態の熱電発電モジュール３０と同様に、モジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態を確実に維持し、その電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

また、第４実施形態の熱電発電モジュール４０によれば、ケーシング４１の周壁部４１Ｃの外壁面に図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部が存在しないため、図２に示した吸熱部材Ｈと放熱部材Ｃとの間に複数の熱電発電モジュール４０を縦横に並べて熱電発電装置を構成する場合、複数の熱電発電モジュール４０を隙間なく縦横に並べることができ、その分、熱電発電装置の発電効率を向上させるのに有利となる。

さらに、第４実施形態の熱電発電モジュール４０によれば、高温側電極４３をｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面に押圧する部材として、ヒンジピン４９Ｄ，４９Ｄにより回動自在に支持された摩擦抵抗の小さいプッシャーアーム４９，４９を採用しているため、プッシャーアーム４９，４９の作動が円滑であり、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的導通状態を一層安定して確保することができる。

続いて、図１５〜図１８を参照して第５実施形態の熱電発電モジュール５０を説明する。この熱電発電モジュール５０では、図１１に示した第４実施形態の熱電発電モジュール４０における各高温側電極４３が異なる構造の各高温側電極５３に変更されている。これに対応して、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、図１１に示した切欠き部Ｐ１，Ｎ１が無く、高温側端面が平坦なものに変更されている。そして、図１１に示した左右一対のプッシャーアーム４９，４９が左右一対のベルクランク５９，５９に変更されている。

第５実施形態の熱電発電モジュール５０におけるその他の部分の構造は、基本的に図１１に示した熱電発電モジュール４０と同様であり、ケーシング４１、低温側電極４２、絶縁板４５、絶縁板４６、絶縁シート４７および押圧手段４８と同様に構成されたケーシング５１、低温側電極５２、絶縁板５５、絶縁板５６、絶縁シート５７および押圧手段５８を備えている。

ケーシング５１は、ケーシング４１の受熱板４１Ａ、放熱板４１Ｂ、周壁部４１Ｃおよび環状突部４１Ｄ，４１Ｄと同様に構成された受熱板５１Ａ、放熱板５１Ｂ、周壁部５１Ｃおよび環状突部５１Ｄ，５１Ｄを有する。また、押圧手段５８は、押圧手段４８のコイルばね４８Ａ，４８Ａ、クランク４８Ｂ，４８Ｂ、ヒンジピン４８Ｃ，４８Ｃ、環状突部４８Ｄ，４８Ｄおよび押圧突起４８Ｅ，４８Ｅと同様に構成されたコイルばね５８Ａ，５８Ａ、クランク５８Ｂ，５８Ｂ、ヒンジピン５８Ｃ，５８Ｃ、環状突部５８Ｄ，５８Ｄおよび押圧突起５８Ｅ，５８Ｅを有する。

ここで、高温側電極５３は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの平坦な高温側端面に跨って対面する平板状の本体５３Ａと、その前後の周縁部からそれぞれ上方に立ち上がって下方に折り返された舌片からなる左右一対づつのタブ５３Ｂ，５３Ｂとを有する（図１７参照）。

図１７に示す左右一対のタブ５３Ｂ，５３Ｂは、本体５３Ａの前縁部から上方に突設されており、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の前面に対面している。なお、図１８に示すように、本体５３Ａの後縁部にも同様の左右一対のタブ５３Ｂ（一方のみ図示）が上方に突設されている。

高温側電極５３の本体５３Ａの上面に重なる導通板５４は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの平坦な高温側端面に跨って平面接触する平板状に形成されている（図１７、図１８参照）。

一方、図１６に示すように、左右一対のベルクランク５９，５９は、その屈曲部がヒンジピン５９Ａ，５９Ａを介してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の前面に枢支されている。なお、図示省略したが、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の後面にも同様のベルクランクがヒンジピン５９Ａ，５９Ａを介して枢支されている。

このベルクランク５９，５９は、ヒンジピン５９Ａ，５９Ａ付近から相互に接近するように下方に傾斜して延びる傾斜アーム部５９Ｂ，５９Ｂと、ヒンジピン５９Ａ，５９Ａ付近から左右方向に相互に離間して延びる水平アーム部５９Ｃ，５９Ｃとを有する。

傾斜アーム部５９Ｂ，５９Ｂの下端部は、相互に対面する側面で当接しており、水平アーム部５９Ｃ，５９Ｃは、左右のタブ５３Ｂ，５３Ｂ内に嵌入して包持されている。そして、この水平アーム部５９Ｃ，５９Ｃの上面には、タブ５３Ｂ，５３Ｂを上方に押圧して持ち上げる押圧突起５９Ｄ，５９Ｄが形成されている。

以上のように構成された第５実施形態の熱電発電モジュール５０においては、各対のコイルばね５８Ａ，５８Ａの押圧荷重を受けた各対のクランク５８Ｂ，５８Ｂがヒンジピン５８Ｃ，５８Ｃを中心に回動することで、その側面の押圧突起５８Ｅ，５８Ｅが図１５の白抜き矢印に示すように、モジュール荷重の作用方向と直交する方向から各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の側面を押圧して挟持している。

このため、図１６に示すよう、左右一対のベルクランク５９，５９においては、ヒンジピン５９Ａ，５９Ａから傾斜アーム部５９Ｂ，５９Ｂに押圧力が作用し、その下端部の側面が相互に当接して押圧される。そして、この押圧力の反力により、水平アーム部５９Ｃ，５９Ｃの押圧突起５９Ｄ，５９Ｄが高温側電極５３の各タブ５３Ｂ，５３Ｂを上方に押圧して持ち上げる。

ここで、傾斜アーム部５９Ｂ，５９Ｂの下端部の当接点に作用する押圧力Ｆ３（ヒンジピン５９Ａ，５９Ａに作用する押圧力の反力）と、その作用線からヒンジピン５９Ａ，５９Ａまでの腕の長さＬ３とを乗じたモーメントは、押圧突起５９Ｄ，５９Ｄを上方に押圧する押圧力Ｆ４と、その作用線からヒンジピン５９Ａ，５９Ａまでの腕の長さＬ４とを乗じたモーメントに変換される。

すなわち、押圧突起５９Ｄ，５９Ｄが高温側電極５３の各タブ５３Ｂ，５３Ｂを上方に押圧して持ち上げる押圧力Ｆ４は、ヒンジピン５９Ａ，５９Ａに作用する押圧力Ｆ３にＬ３／Ｌ４を乗じたものとなり、Ｌ３が大きく、Ｌ４が小さい程、大きな押圧力Ｆ４が高温側電極５３の各タブ５３Ｂ，５３Ｂに作用する。

このような押圧力Ｆ４が高温側電極５３の各タブ５３Ｂ，５３Ｂに作用する結果、高温側電極５３の本体５３Ａの上面全体が導通板５４を介してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの平坦な高温側端面に押圧され、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態が確実に維持される。

従って、第５実施形態の熱電発電モジュール５０によれば、第４実施形態の熱電発電モジュール４０と同様に、モジュール荷重に全体的な低下や部分的な不均一が発生しても、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的な接触状態を確実に維持し、その電気的導通状態を常に安定して確保することができる。

また、第５実施形態の熱電発電モジュール５０によれば、ケーシング５１の周壁部５１Ｃの外壁面に図２に示した膨出部１１Ｄ，１１Ｄのような突部が存在しないため、図２に示した吸熱部材Ｈと放熱部材Ｃとの間に複数の熱電発電モジュール４０を縦横に並べて熱電発電装置を構成する場合、複数の熱電発電モジュール５０を隙間なく縦横に並べることができ、その分、熱電発電装置の発電効率を向上させるのに有利となる。

さらに、第５実施形態の熱電発電モジュール５０によれば、高温側電極５３の本体５３Ａをｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの平坦な高温側端面に押圧する部材として、ヒンジピン５９Ａ，５９Ａにより回動自在に支持された摩擦抵抗の小さいベルクランク５９，５９を採用しているため、ベルクランク５９，５９の作動が円滑であり、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の相互の電気的導通状態を一層安定して確保することができる。

そして、各列の熱電発電素子群を構成するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに切欠き部Ｐ１，Ｎ１などが不要であるため、熱電発電素子群の充填率を高めて熱電発電の出力を向上させるのに有利である。

本発明の第１実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造をケーシングの一部を破断して示す斜視図である。 第１実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造を示す縦断面図である。 図２に示したコイルばねの配置箇所の一例を示す図２の部分拡大平面図である。 図２に示したコイルばねの配置箇所の他の例を示す図２の部分拡大平面図である。 第２実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造を示す縦断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 図５のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿う断面図である。 第３実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造をケーシングの一部を破断して示す斜視図である。 第３実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造を示す縦断面図である。 図９に示した高温側電極付近の構造を拡大して示す部分拡大断面図である。 第４実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造を示す縦断面図である。 図１１に示したプッシャーアーム付近の構造を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１２に示したプッシャーアーム付近の構造を示す斜視断面図である。 図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。 第５実施形態に係る熱電発電モジュールの内部構造を示す縦断面図である。 図１５に示したベルクランク付近の構造を拡大して示す部分拡大断面図である。 図１６に示したベルクランク付近の構造を示す斜視図である。 図１５のＸＶＩＩＩ−ＸＶＩＩＩ線に沿う断面図である。

符号の説明

１０…熱電発電モジュール、１１…ケーシング、１１Ａ…受熱板、１１Ｂ…放熱板、１１Ｃ…周壁部、１１Ｄ…収容室、１２…低温側電極、１３…高温側電極、１３Ａ…本体、１３Ｂ…板状部、１４…導通板、１５…絶縁板、１６…絶縁板、１７…絶縁シート、１８…コイルばね、Ｐ…ｐ型熱電発電素子、Ｎ…ｎ型熱電発電素子、Ｐ１，Ｎ１…切欠き部、
２０…熱電発電モジュール、２１…ケーシング、２１Ｂ…放熱ブロック部、２１Ｃ…周壁部、２１Ｄ…放熱フィン、２１Ｅ…冷却水通路、２１Ｆ…支持突部、２１Ｇ…角孔、２１Ｈ…支持突部、２１Ｊ…丸孔、２８…押圧手段、２８Ａ…ねじり棒ばね、２８Ｂ…アーム、２８Ｃ，２８Ｄ…連結部、２８Ｅ…角孔、２８Ｆ…押圧突起、Ｐ２，Ｎ２…突部、Ｇ…グラスウール、
３０…熱電発電モジュール、３１…ケーシング、３１Ｃ…周壁部、３１Ｄ…環状突部、３３…高温側電極、３３Ａ…板状部、３３Ｂ…傾斜突起、３４…導通部材、３８…押圧手段、３８Ａ…コイルばね、３８Ｂ…クランク、３８Ｃ…ヒンジピン、３８Ｄ…環状突部、３８Ｅ…押圧突起、Ｐ３，Ｎ３…嵌合孔、ＣＬ…カラー、
４０…熱電発電モジュール、４３…高温側電極、４３Ａ…長孔、４４…導通板、４４Ａ…長孔、４９…プッシャーアーム、４９Ａ…中間アーム部、４９Ｂ…上側アーム部、４９Ｃ…下側アーム部、４９Ｄ…ヒンジピン、４９Ｅ…押圧突起、４９Ｆ…支点突起、
５０…熱電発電モジュール、５３…高温側電極、５３Ａ…本体、５３Ｂ…タブ、５４…導通板、５９…ベルクランク、５９Ａ…ヒンジピン、５９Ｂ…傾斜アーム部、５９Ｃ…水平アーム部、５９Ｄ…押圧突起。

Claims (6)

1. 吸熱部材と放熱部材との間に挟持されてモジュール荷重を受けるケーシング内に、前記モジュール荷重が軸方向に作用する向きで極性の異なる２種類の熱電発電素子が交互に直列に接続されて配列されており、
   前記放熱部材に放熱する熱電発電素子の低温側端部が交互に接合状態で電気的に導通され、前記吸熱部材から吸熱する熱電発電素子の高温側端部が交互に非接合の接触状態で電気的に導通される熱電発電モジュールであって、
   前記モジュール荷重とは別系統の押圧荷重を熱電発電素子の高温側端部に付与することで、その高温側端部の電気的導通状態を確保する押圧手段を備えていることを特徴とする熱電発電モジュール。
2. 隣接する熱電発電素子の交互に電気的に導通される高温側端部は、その側面が高温側電極を介して相互に電気的に接触することを特徴とする請求項１に記載の熱電発電モジュール。
3. 隣接する熱電発電素子の交互に電気的に導通される高温側端部は、その端面が高温側電極を介して相互に電気的に接触することを特徴とする請求項１に記載の熱電発電モジュール。
4. 前記押圧手段は、前記モジュール荷重の作用方向と直交する方向に押圧荷重を付与する弾性体を有することを特徴とする請求項２または３に記載の熱電発電モジュール。
5. 前記押圧手段は、前記モジュール荷重の作用方向に沿って配置されたコイルばねと、このコイルばねによる押圧荷重の向きをモジュール荷重の作用方向と直交する方向に変換するクランクとを有することを特徴とする請求項２または３に記載の熱電発電モジュール。
6. 前記押圧手段は、前記モジュール荷重の作用方向に沿って配置されたねじり棒ばねと、このねじり棒ばねのねじりトルクをモジュール荷重の作用方向と直交する方向の押圧荷重に変換するアームとを有することを特徴とする請求項２または３に記載の熱電発電モジュール。
   

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