JP2020074388A - Thermoelectric converter - Google Patents

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隆史 新開
Takashi Shinkai
隆史 新開
哲也 西尾
Tetsuya Nishio
哲也 西尾
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Abstract

To provide a thermoelectric converter having an operation surface that can be smoothly fitted along installation surfaces in various shapes.SOLUTION: A thermoelectric converter 100 comprises: a deformable first board 10: a deformable second board 50:a plurality of thermoelectric conversion elements 20 arranged between the first board 10 and the second board 50; and electrodes, arranged on the first board 10 and the second board 50, to which solder bonding of the thermoelectric conversion elements 20 is performed to electrically connect the thermoelectric conversion elements. The plurality of thermoelectric conversion elements 20 are arranged in a plurality of rows between the first board 10 and the second board 50. The electrodes include bridge electrodes 12, 13 across a first row and a second row adjacent to the first row. The bridge electrodes includes notch parts arranged so as to separate thermoelectric conversion elements 20 on both rows and notch parts arranged so as not to separate thermoelectric conversion elements 20 on both rows on a partition line partitioning both rows.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、熱を電力に変換し、あるいは電力を熱に変換する熱電変換器に関する。   The present invention relates to a thermoelectric converter that converts heat into electric power or converts electric power into heat.

従来、対象物を冷却または加熱するために熱電変換器が用いられている。また、近年、工場などで生じる排熱を電力に変換するために、熱電変換器が用いられている。この種の熱電変換器は、ゼーベック効果、ペルチェ効果またはトムソン効果などの熱電効果を利用したp型熱電変換素子とn型熱電変換素子とを多数組み合わせて構成され得る。   Conventionally, thermoelectric converters have been used to cool or heat objects. Further, in recent years, a thermoelectric converter has been used to convert exhaust heat generated in a factory or the like into electric power. This type of thermoelectric converter can be configured by combining a large number of p-type thermoelectric conversion elements and n-type thermoelectric conversion elements that utilize thermoelectric effects such as the Seebeck effect, Peltier effect, or Thomson effect.

以下の特許文献1には、多数のP型熱電素子およびN型熱電素子を2つの基板間に配置した熱電変換器が記載されている。この構成では、各基板に設置された電極群によって、P型熱電素子およびN型熱電素子が電気的に接続される。接続を所定の列から隣の列へと橋渡しする部分の電極に、2個のP型熱電変換素子と2個のN型熱電変換素子の合計4個の熱電変換素子が配置されている。各列のその他の電極は、1個のP型熱電変換素子と1個のN型熱電変換素子とを直列に接続するよう構成されている。   The following Patent Document 1 describes a thermoelectric converter in which a large number of P-type thermoelectric elements and N-type thermoelectric elements are arranged between two substrates. In this configuration, the P-type thermoelectric element and the N-type thermoelectric element are electrically connected by the electrode group installed on each substrate. A total of four thermoelectric conversion elements, two P-type thermoelectric conversion elements and two N-type thermoelectric conversion elements, are arranged on the electrodes in the portion that bridges the connection from a predetermined row to an adjacent row. The other electrodes in each row are configured to connect one P-type thermoelectric conversion element and one N-type thermoelectric conversion element in series.

特開2002−111080号公報JP 2002-111080 A

熱電変換器が設置される設置面は、必ずしも平面とは限らず、曲面等、種々の形状をとり得る。このため、熱電変換器は、設置面の形状に沿うように変形し得ることが好ましい。しかしながら、上記特許文献1の構成では、各列に沿って電極が配置されるとともに、接続を所定の列から隣の列へと橋渡しする部分にも列間を跨ぐように電極が配置されているため、何れの方向にも基板が変形しにくい構造となっている。このため、設置面が平面以外である場合は、熱電変換器の作用面を設置面に沿わせることが難しく、このため、熱電変換効率が低下する結果となってしまう。   The installation surface on which the thermoelectric converter is installed is not necessarily a flat surface, and may have various shapes such as a curved surface. Therefore, it is preferable that the thermoelectric converter can be deformed so as to follow the shape of the installation surface. However, in the configuration of Patent Document 1 described above, the electrodes are arranged along each column, and the electrodes are arranged so as to straddle the columns also in the portion that bridges the connection from the predetermined column to the adjacent column. Therefore, the structure is such that the substrate does not easily deform in any direction. For this reason, if the installation surface is other than a flat surface, it is difficult to align the working surface of the thermoelectric converter with the installation surface, which results in a decrease in thermoelectric conversion efficiency.

かかる課題に鑑み、本発明は、種々の形状の設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能な熱電変換器を提供することを目的とする。   In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a thermoelectric converter capable of smoothly aligning a working surface with an installation surface having various shapes.

本発明の主たる態様に係る熱電変換器は、変形可能な第1の基板と、変形可能な第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置される複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子をそれぞれ半田接合することにより、前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する電極群と、を備える。前記複数の熱電変換素子は、複数列で並ぶように前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置される。前記電極群のうち、第1の列と隣の第2の列との間に跨る橋架電極は、前記第1の列と前記第2の列とを区分する区分線上において、前記第1の列内の熱電変換素子と前記第2の列内の熱電変換素子とを隔てるように配置された第1切欠き部と、前記第1の列内の熱電変換素子と前記第2の列内の熱電変換素子を隔てないように配置された第2切欠き部とを有する。   A thermoelectric converter according to a main aspect of the present invention includes a deformable first substrate, a deformable second substrate, and a plurality of arranged between the first substrate and the second substrate. A thermoelectric conversion element and an electrode group that electrically connects the plurality of thermoelectric conversion elements by soldering the plurality of thermoelectric conversion elements, respectively. The plurality of thermoelectric conversion elements are arranged between the first substrate and the second substrate so as to be arranged in a plurality of rows. The bridge electrode extending between the first row and the adjacent second row in the electrode group has the first row on the dividing line that divides the first row and the second row. A notch portion arranged so as to separate the thermoelectric conversion element in the second row from the thermoelectric conversion element in the second row, the thermoelectric conversion element in the first row and the thermoelectric conversion element in the second row. A second notch portion arranged so as not to separate the conversion elements.

本態様に係る熱電変換器によれば、第1の基板と第2の基板がともに変形可能な構成となっている。また、橋架電極が2つの切欠き部を有しているため、橋架電極が撓みやすい構造となっている。このため、隣り合う列間の隙間の位置において、隙間を軸として、熱電変換器を容易に曲げることができる。よって、熱電変換器の作用面を設置面に容易に沿わせることができる。   According to the thermoelectric converter of this aspect, both the first substrate and the second substrate are deformable. Moreover, since the bridge electrode has two notches, the bridge electrode has a structure that is easily bent. Therefore, at the position of the gap between the adjacent rows, the thermoelectric converter can be easily bent around the gap as an axis. Therefore, the working surface of the thermoelectric converter can easily be along the installation surface.

このように、本態様に係る熱電変換器によれば、熱電変換器の作用面を種々の形状の設置面に容易に沿わせることができる。   As described above, according to the thermoelectric converter of this aspect, the working surface of the thermoelectric converter can be easily aligned with the installation surface of various shapes.

以上のとおり、本発明によれば、種々の形状の設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能な熱電変換器を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide a thermoelectric converter capable of smoothly aligning the working surface with the installation surfaces of various shapes.

本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。   The effects and significance of the present invention will be more apparent from the description of the embodiments below. However, the embodiment described below is merely an example for embodying the present invention, and the present invention is not limited to what is described in the following embodiment.

図1は、実施の形態に係る第2の基板を装着する前の熱電変換器の構成を示す斜視図である。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of a thermoelectric converter before mounting the second substrate according to the embodiment. 図2(a)は、実施の形態に係る熱電変換器の第1の基板側に配置された電極群の構成を示す平面図である。図2(b)は、実施の形態に係る熱電変換器の第2の基板側に配置された電極群の構成を示す平面図である。FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the electrode group arranged on the first substrate side of the thermoelectric converter according to the embodiment. FIG. 2B is a plan view showing the configuration of the electrode group arranged on the second substrate side of the thermoelectric converter according to the embodiment. 図3は、実施の形態に係る熱電変換器の第1の基板側に配置された電極群の構成を示す一部拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view showing the configuration of the electrode group arranged on the first substrate side of the thermoelectric converter according to the embodiment. 図4(a)は、実施の形態に係る熱電変換器の第1の基板側の電極群に熱電変換素子を設置した状態を示す図である。図4(b)は、実施の形態に係る熱電変換器の第2の基板側の電極群に対する熱電変換素子の配置を示す図である。FIG. 4A is a diagram showing a state in which a thermoelectric conversion element is installed in the electrode group on the first substrate side of the thermoelectric converter according to the embodiment. FIG.4 (b) is a figure which shows arrangement | positioning of the thermoelectric conversion element with respect to the electrode group by the side of the 2nd board | substrate of the thermoelectric converter which concerns on embodiment. 図5は、実施の形態に係る熱電変換素子の接続状態を示す一部拡大図である。FIG. 5 is a partially enlarged view showing a connected state of the thermoelectric conversion element according to the embodiment. 図6は、実施の形態に係る第2の基板を装着した状態の熱電変換器の構成を示す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the thermoelectric converter in a state where the second substrate according to the embodiment is mounted. 図7(a)、(b)は、それぞれ、実施の形態に係る熱電変換器を対象物の設置面に設置する前の状態と設置した後の状態を模式的に示す図である。FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing a state before the thermoelectric converter according to the embodiment is installed on the installation surface of the object and a state after the installation. 図8は、変更例に係る第2の基板を装着する前の熱電変換器の構成を示す斜視図である。FIG. 8: is a perspective view which shows the structure of the thermoelectric converter before mounting the 2nd board | substrate which concerns on the example of a change.

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するX、Y、Z軸が付記されている。Z軸方向が熱電変換器100の高さ方向であり、Z軸正方向が上方向である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. For the sake of convenience, the X, Y, and Z axes that are orthogonal to each other are added to each drawing. The Z-axis direction is the height direction of the thermoelectric converter 100, and the Z-axis positive direction is the upward direction.

図1は、第2の基板を装着する前の熱電変換器100の構成を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the thermoelectric converter 100 before mounting the second substrate.

熱電変換器100は、第1の基板10と、熱電変換素子20と、支持体30と、を備える。   The thermoelectric converter 100 includes a first substrate 10, a thermoelectric conversion element 20, and a support 30.

第1の基板10は、平面視において正方形の角を丸めた輪郭を有する。第1の基板10は、熱伝導特性に優れ、且つ、変形可能な材料からなっている。たとえば、第1の基板10は、熱伝導特性に優れ、且つ、可撓性を有する材料から構成され得る。第1の基板10として、薄い銅板が用いられ得る。この他、第1の基板10は、アルミニウム、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等から形成されても良い。   The first substrate 10 has a square shape with rounded corners in a plan view. The first substrate 10 is made of a material that has excellent heat conduction characteristics and is deformable. For example, the first substrate 10 may be made of a material having excellent heat conduction characteristics and flexibility. A thin copper plate may be used as the first substrate 10. In addition, the first substrate 10 may be formed of aluminum, silicon resin, epoxy resin, or the like.

第1の基板10の上面(Z軸正側の面)には、電極11および橋架電極12、13からなる電極群が設けられている。また、第1の基板10の上面の縁には、第1のパターン14〜17と、第2のパターン18、19が設けられている。電極11および橋架電極12、13と、第1のパターン14〜17および第2のパターン18、19は、銅やアルミニウム等から形成されている。第1の基板10が導電性材料により構成される場合、第1の基板10と、電極11、橋架電極12、13、第1のパターン14〜17および第2のパターン18、19との間に絶縁層が設けられる。   An electrode group including an electrode 11 and bridge electrodes 12 and 13 is provided on the upper surface (the surface on the Z axis positive side) of the first substrate 10. Further, the first patterns 14 to 17 and the second patterns 18 and 19 are provided on the edge of the upper surface of the first substrate 10. The electrode 11 and the bridge electrodes 12 and 13, and the first patterns 14 to 17 and the second patterns 18 and 19 are formed of copper, aluminum or the like. When the first substrate 10 is made of a conductive material, it is provided between the first substrate 10 and the electrodes 11, the bridging electrodes 12, 13, the first patterns 14 to 17 and the second patterns 18, 19. An insulating layer is provided.

電極11および橋架電極12、13の上面には、半田によって、熱電変換素子20の下面が接合される。また、第2のパターン18、19の上面には、半田によって、支持体30の下面が接合される。さらに、第2のパターン18、19には、半田によって、リード線41、42が接続される。第1のパターン14〜17には、熱電変換素子20および支持体30の何れも設置されない。   The lower surface of the thermoelectric conversion element 20 is joined to the upper surfaces of the electrode 11 and the bridge electrodes 12 and 13 by soldering. The lower surface of the support 30 is joined to the upper surfaces of the second patterns 18 and 19 with solder. Further, the lead wires 41 and 42 are connected to the second patterns 18 and 19 by soldering. Neither the thermoelectric conversion element 20 nor the support 30 is installed in the first patterns 14 to 17.

図2(a)は、第1の基板10側に配置された電極群等の構成を示す平面図である。   FIG. 2A is a plan view showing the configuration of the electrode group and the like arranged on the first substrate 10 side.

電極11は、Y軸方向に延びる複数の列L1に沿って並ぶように配置されている。橋架電極12、13は、2つの列L1を跨ぐようにして、Y軸負側の端とY軸正側の端に配置されている。橋架電極12は、2つの領域121、122と、これら領域121、122を接続する領域123を備えている。また、橋架電極12は、Y軸方向に平行に橋架電極12の内側に凹んだ切欠き部124、125を有している。切欠き部124、125は、隣り合う列L1を区分する区分線上において、当該区分線に沿って凹むように形成されている。同様に、橋架電極13も、領域131、132、133と切欠き部134、135を備えている。   The electrodes 11 are arranged so as to be arranged along a plurality of columns L1 extending in the Y-axis direction. The bridge electrodes 12 and 13 are arranged at the Y-axis negative side end and the Y-axis positive side end so as to straddle the two rows L1. The bridge electrode 12 includes two regions 121 and 122 and a region 123 that connects these regions 121 and 122. Further, the bridge electrode 12 has notches 124 and 125 that are recessed inside the bridge electrode 12 in parallel with the Y-axis direction. The cutouts 124 and 125 are formed so as to be recessed along the division line on the division line that divides the adjacent rows L1. Similarly, the bridge electrode 13 also has regions 131, 132, 133 and notches 134, 135.

第1の基板10上面のY軸正側およびY軸負側の縁部分に、第1のパターン14〜17が、X軸方向に延びるように形成されている。さらに、第1の基板10上面のX軸正側およびX軸負側の縁部分に、第2のパターン18、19が、Y軸方向に延びるように形成されている。右側の第2のパターン18は、最右端の橋架電極13に一体的に繋がっており、左側の第2のパターン19は最左端の橋架電極13に一体的に繋がっている。第1の基板10の上面には、X軸方向に対称に、電極群およびパターン群が配置されている。   First patterns 14 to 17 are formed at edge portions on the Y-axis positive side and the Y-axis negative side of the upper surface of the first substrate 10 so as to extend in the X-axis direction. Further, the second patterns 18 and 19 are formed at the edge portions on the X-axis positive side and the X-axis negative side of the upper surface of the first substrate 10 so as to extend in the Y-axis direction. The second pattern 18 on the right side is integrally connected to the rightmost bridge electrode 13, and the second pattern 19 on the left side is integrally connected to the leftmost bridge electrode 13. On the upper surface of the first substrate 10, electrode groups and pattern groups are arranged symmetrically in the X-axis direction.

図3は、第1の基板10の角付近に配置された電極群の構成を示す一部拡大図である。   FIG. 3 is a partially enlarged view showing the configuration of the electrode group arranged near the corner of the first substrate 10.

図3に示すように、橋架電極12の2つの領域121、122は、電極11と同じ厚みとなっている。橋架電極12の領域123は、電極11よりも厚みが薄く且つ表面積が広くなっている。領域121、122、123は一体的に形成されている。   As shown in FIG. 3, the two regions 121 and 122 of the bridge electrode 12 have the same thickness as the electrode 11. The region 123 of the bridge electrode 12 has a smaller thickness and a larger surface area than the electrode 11. The regions 121, 122, 123 are integrally formed.

平面視において、領域121、122は、熱電変換素子20よりもやや大きい正方形の輪郭を有している。領域121、122のX軸方向の幅は、電極11のX軸方向の幅と同じである。領域121、122は、電極11と同列に並んでいる。また、領域121、122は、隙間G1を介してX軸方向に直線状に並んでいる。   In a plan view, the regions 121 and 122 have a square outline that is slightly larger than the thermoelectric conversion element 20. The width of the regions 121 and 122 in the X-axis direction is the same as the width of the electrode 11 in the X-axis direction. The regions 121 and 122 are arranged in the same row as the electrode 11. Further, the regions 121 and 122 are linearly arranged in the X-axis direction with a gap G1 therebetween.

領域123は、大半が領域121、122からY軸負側に広がるように形成されている。領域123の厚みは、領域123をX軸方向に2分割する直線S1の位置において領域123をYZ平面に平行な平面で切断したときの断面積が、領域121、122または電極11をXZ平面に平行な平面で切断したときの断面積と略同じとなるように設定されている。切欠き部124、125は、直線S1の位置に設けられている。平面視における切欠き部124、125の形状は、略半円である。   Most of the region 123 is formed so as to spread from the regions 121 and 122 to the Y axis negative side. The thickness of the region 123 is such that the cross-sectional area when the region 123 is cut along a plane parallel to the YZ plane at the position of the straight line S1 that divides the region 123 into two in the X-axis direction is the regions 121 and 122 or the electrode 11 in the XZ plane. The cross-sectional area is set to be substantially the same as that of the cross-section when cut along parallel planes. The cutouts 124 and 125 are provided at the position of the straight line S1. The shapes of the cutouts 124 and 125 in plan view are substantially semicircles.

図3に示すように、第1のパターン15、17の厚みは、領域123の厚みよりもやや薄くなっている。第1のパターン16(図2(a)参照)の厚みは、第1のパターン15、17の厚みと同じである。第1のパターン15〜17は、第1の基板10をXZ平面に平行な方向に撓ませる際に、第1の基板10にテンションを与えるためのものである。これにより、第1の基板10をXZ平面に平行な方向に滑らかに撓ませることができる。   As shown in FIG. 3, the thickness of the first patterns 15 and 17 is slightly smaller than the thickness of the region 123. The thickness of the first pattern 16 (see FIG. 2A) is the same as the thickness of the first patterns 15 and 17. The first patterns 15 to 17 are for applying tension to the first substrate 10 when the first substrate 10 is bent in a direction parallel to the XZ plane. Accordingly, the first substrate 10 can be smoothly bent in the direction parallel to the XZ plane.

なお、第1のパターン15〜17の厚みは、必ずしも領域123より薄くなくてもよく、第1の基板10に所望のテンションを与え得る限りにおいて、他の厚みであってもよい。また、第1のパターン15〜17が互いに分離される位置は、必ずしも図2(a)および図3に示す位置でなくてもよく、X軸方向の他の位置であってもよい。さらに、基板10のY軸負側の縁に形成される第1のパターンは、必ずしも、X軸方向に3つに分離されていなくともよく、他の数に分離されていてもよく、あるいは、第1の基板10のY軸正側の縁に形成された第1のパターン14と同様、分離されていなくてもよい。   The thickness of the first patterns 15 to 17 need not necessarily be thinner than that of the region 123, and may be any other thickness as long as the desired tension can be applied to the first substrate 10. Further, the positions where the first patterns 15 to 17 are separated from each other are not necessarily the positions shown in FIGS. 2A and 3 and may be other positions in the X-axis direction. Further, the first pattern formed on the Y-axis negative side edge of the substrate 10 does not necessarily have to be separated into three in the X-axis direction, and may be separated into other numbers, or Like the first pattern 14 formed on the edge of the first substrate 10 on the Y axis positive side, it may not be separated.

図3に示すように、第2のパターン19の厚みは、領域121、122および電極11の厚みと略同じとなっている。X軸方向における第2のパターン19の幅は、領域121、122および電極11のX軸方向における幅と略同じである。第2のパターン19は、上記のようにリード線42と熱電変換素子20とを接続する機能の他、YZ平面に平行な方向に第1の基板10が撓みにくくする補強的な機能をもっている。   As shown in FIG. 3, the thickness of the second pattern 19 is substantially the same as the thickness of the regions 121 and 122 and the electrode 11. The width of the second pattern 19 in the X-axis direction is substantially the same as the width of the regions 121, 122 and the electrode 11 in the X-axis direction. The second pattern 19 has a function of connecting the lead wire 42 and the thermoelectric conversion element 20 as described above, and also has a reinforcing function of making the first substrate 10 hard to bend in a direction parallel to the YZ plane.

なお、YZ平面に平行な方向にも第1の基板10が撓みやすくする場合は、第2のパターン19の厚みを薄くし、且つ、X軸方向における第2のパターン19の幅を広げればよい。この場合、XZ平面と平行な平面で第2のパターン19を切断したときの断面積がこの平面で電極11を切断したときの断面積と略同じとなるように、第2の厚みとX軸方向の幅を調整すればよい。   If the first substrate 10 is easily bent in the direction parallel to the YZ plane, the thickness of the second pattern 19 may be reduced and the width of the second pattern 19 in the X-axis direction may be increased. .. In this case, the second thickness and the X-axis are set so that the cross-sectional area when the second pattern 19 is cut on a plane parallel to the XZ plane is substantially the same as the cross-sectional area when the electrode 11 is cut on this plane. The width in the direction may be adjusted.

図2(a)に示す中央の7つの橋架電極13も、図3に示す橋架電極12と同様の構成となっている。これら7つの橋架電極13は、図3に示す橋架電極12をY軸方向に反転させた構造となっている。これら7つの橋架電極13は、領域131、132および領域133の輪郭および厚みが、橋架電極12と同一である。図2(a)の左端の橋架電極13は、他の橋架電極13の領域131が第2のパターン19に置き換えられた構成となっている。また、右端の橋架電極13は、他の橋架電極13の領域132が第2のパターン18に置き換えられた構成となっている。   The central seven bridge electrodes 13 shown in FIG. 2A also have the same structure as the bridge electrode 12 shown in FIG. These seven bridge electrodes 13 have a structure in which the bridge electrode 12 shown in FIG. 3 is inverted in the Y-axis direction. The contours and thicknesses of the regions 131, 132 and the region 133 of these seven bridging electrodes 13 are the same as those of the bridging electrode 12. The leftmost bridge electrode 13 in FIG. 2A has a configuration in which the region 131 of the other bridge electrode 13 is replaced with the second pattern 19. Further, the bridge electrode 13 at the right end has a configuration in which the region 132 of the other bridge electrode 13 is replaced with the second pattern 18.

図2(a)に示すY軸正側の第1のパターン14の厚みおよび幅は、図3に示したY軸負側の第1のパターン15、17と同じである。Y軸正側の第1のパターン14は、Y軸負側の第1のパターン15、17と同様、第1の基板10をXZ平面に平行な方向に撓ませる際に、第1の基板10にテンションを与えるためのものである。Y軸正側の第1のパターン14が、X軸方向に分離された複数の部分からなっていてもよい。また、X軸正側の第2のパターン18の厚みおよび幅は、図3に示したX軸負側の第2のパターン19と同じである。   The thickness and width of the Y-axis positive side first pattern 14 shown in FIG. 2A are the same as those of the Y-axis negative side first patterns 15 and 17 shown in FIG. The first pattern 14 on the Y-axis positive side is similar to the first patterns 15 and 17 on the Y-axis negative side when the first substrate 10 is bent in a direction parallel to the XZ plane. It is for giving tension to. The first pattern 14 on the Y axis positive side may be composed of a plurality of portions separated in the X axis direction. The thickness and width of the X-axis positive side second pattern 18 are the same as those of the X-axis negative side second pattern 19 shown in FIG.

図4(a)は、第1の基板10側の電極群に熱電変換素子20を設置した状態を示す図である。   FIG. 4A is a diagram showing a state in which the thermoelectric conversion element 20 is installed on the electrode group on the first substrate 10 side.

電極11には、P型とN型の2つの熱電変換素子20がY軸方向に並ぶように設置される。橋架電極13の領域131、132には、P型とN型の2つの熱電変換素子20がX軸方向に並ぶように設置される。第2のパターン18、19には、それぞれ4つの支持体30が設置される。   Two P-type and N-type thermoelectric conversion elements 20 are installed on the electrode 11 so as to be aligned in the Y-axis direction. In the regions 131 and 132 of the bridge electrode 13, two P-type and N-type thermoelectric conversion elements 20 are installed so as to be aligned in the X-axis direction. Four supports 30 are provided on each of the second patterns 18 and 19.

熱電変換素子20は、略立方体の形状を有する。熱電変換素子20は、たとえば、熱を電力に変換する半導体からなっている。熱電変換素子20は、ゼーベック係数αと比抵抗ρと熱伝導率Kによって表される性能指数Z(=α2/ρK)が大きな材料(Bi2Te3系材料、鉛・テルル系材料、シリコン・ゲルマニウム系材料等)にドーパントを添加したものである。添加するドーパントにより、p型とn型の2種類の熱電変換素子20が構成される。p型の熱電変換素子20を構成するためのドーパントとして、たとえば、Sbが添加される。また、n型の熱電変換素子20を構成するためのドーパントとして、たとえば、Seが添加される。熱電変換素子20の上面および下面には、電極群に接合される電極部が形成されている。熱電変換素子20が、ペルチェ素子等の、電力により熱を制御する素子からなっていてもよい。   The thermoelectric conversion element 20 has a substantially cubic shape. The thermoelectric conversion element 20 is made of, for example, a semiconductor that converts heat into electric power. The thermoelectric conversion element 20 is made of a material having a large figure of merit Z (= α2 / ρK) represented by the Seebeck coefficient α, the specific resistance ρ, and the thermal conductivity K (Bi2Te3 based material, lead / tellurium based material, silicon / germanium based material). Etc.) with a dopant added. Two types of p-type and n-type thermoelectric conversion elements 20 are formed by the added dopant. As a dopant for forming the p-type thermoelectric conversion element 20, for example, Sb is added. Moreover, for example, Se is added as a dopant for forming the n-type thermoelectric conversion element 20. Electrode portions joined to the electrode group are formed on the upper surface and the lower surface of the thermoelectric conversion element 20. The thermoelectric conversion element 20 may be composed of an element such as a Peltier element that controls heat with electric power.

支持体30は、熱電変換素子20と同様の形状を有する。支持体30の高さは、熱電変換素子20の高さと同じである。支持体30は、剛性が高い材料からなっている。なお、支持体30は、p型もしくはn型の熱電変換素子20であっても良い。この場合、p型もしくはn型の熱電変換素子20の材料剛性が低くても、構造体として剛性が確保できれば良い。支持体30は、上面および下面に第1の基板10と第2の基板50のパターンを半田付けが可能な材料からなっている。たとえば、支持体30は、亜鉛合金から構成され得る。また、金属または樹脂材料等の構造体の表面にメッキを施して支持体30を構成してもよい。支持体30は、半田に対する濡れ性の高い材料または構成であることが好ましい。   The support 30 has the same shape as the thermoelectric conversion element 20. The height of the support 30 is the same as the height of the thermoelectric conversion element 20. The support 30 is made of a material having high rigidity. The support 30 may be the p-type or n-type thermoelectric conversion element 20. In this case, even if the material rigidity of the p-type or n-type thermoelectric conversion element 20 is low, it is sufficient if the rigidity can be secured as a structure. The support 30 is made of a material that allows the patterns of the first substrate 10 and the second substrate 50 to be soldered on the upper and lower surfaces. For example, the support 30 can be composed of a zinc alloy. Alternatively, the support 30 may be formed by plating the surface of a structure such as a metal or a resin material. The support 30 is preferably made of a material or composition having high wettability with respect to solder.

なお、支持体30は、ガラスや樹脂から構成されてもよい。この場合、支持体30の上面と下面は、半田に代えて接着剤により、それぞれ第1の基板10と第2の基板50の対応するパターンに接合される。接着固定は、たとえば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂を用いて行われる。   The support 30 may be made of glass or resin. In this case, the upper surface and the lower surface of the support body 30 are bonded to the corresponding patterns of the first substrate 10 and the second substrate 50, respectively, with an adhesive instead of solder. The adhesive fixing is performed using, for example, an ultraviolet curable resin or a thermosetting resin.

図1に示す構造体には、Z軸正側から第2の基板50が重ねられる。第2の基板50の下面(Z軸負側の面)には、半田により熱電変換素子20の上面に接合される電極群が形成されている。   The second substrate 50 is overlaid on the structure shown in FIG. 1 from the Z axis positive side. An electrode group that is joined to the upper surface of the thermoelectric conversion element 20 by soldering is formed on the lower surface (the surface on the Z axis negative side) of the second substrate 50.

図2(b)は、第2の基板50側に配置された電極群の構成を示す平面図である。   FIG. 2B is a plan view showing the configuration of the electrode group arranged on the second substrate 50 side.

平面視において、第2の基板50は、第1の基板10と同様の輪郭を有している。第2の基板50は、変形可能で、且つ、XY平面に平行な方向に延伸可能な材料からなっている。たとえば、第2の基板50は、可撓性および延伸性を有する樹脂材料からなっている。   The second substrate 50 has the same contour as the first substrate 10 in a plan view. The second substrate 50 is made of a material that is deformable and stretchable in a direction parallel to the XY plane. For example, the second substrate 50 is made of a flexible and stretchable resin material.

第2の基板50のZ軸負側には、電極51と、第1のパターン52〜55と、第2のパターン56、57が形成されている。電極51、第1のパターン52〜55および第2のパターン56、57の輪郭および厚みは、第1の基板10側の電極11、第1のパターン14〜17および第2のパターン18、19の輪郭および厚みと同じである。   An electrode 51, first patterns 52 to 55, and second patterns 56 and 57 are formed on the Z-axis negative side of the second substrate 50. The contours and thicknesses of the electrode 51, the first patterns 52 to 55, and the second patterns 56 and 57 are the same as those of the electrode 11, the first patterns 14 to 17, and the second patterns 18 and 19 on the first substrate 10 side. Same as contour and thickness.

図2(a)に示すように、第1の基板10には、X軸方向に並ぶ電極11の列がY軸方向に7つ配置されたが、図2(b)に示すように、第2の基板50には、X軸方向に並ぶ電極51の列がY軸方向に8つ配置されている。X軸方向に並ぶ電極51の各列は、第1の基板10に配置されたX軸方向に並ぶ電極11の各列に対して、電極51のY軸方向の幅の半分だけ、Y軸正方向にずれている。第2の基板50には、第1の基板10の橋架電極12に対応する電極が形成されていない。第2の基板50の下面には、X軸方向に対称に、電極群およびパターン群が配置されている。   As shown in FIG. 2A, seven columns of electrodes 11 arranged in the X-axis direction are arranged on the first substrate 10 in the Y-axis direction, but as shown in FIG. On the second substrate 50, eight rows of electrodes 51 arranged in the X-axis direction are arranged in the Y-axis direction. Each row of the electrodes 51 arranged in the X-axis direction is equal to each row of the electrodes 11 arranged in the X-axis direction arranged on the first substrate 10 by a half of the width of the electrodes 51 in the Y-axis direction. Misaligned. An electrode corresponding to the bridge electrode 12 of the first substrate 10 is not formed on the second substrate 50. On the lower surface of the second substrate 50, an electrode group and a pattern group are arranged symmetrically in the X-axis direction.

図4(b)は、第2の基板50が図1に示す構造体に重ねられたときの、第2の基板50側の電極群に対する熱電変換素子20の配置を示す図である。   FIG. 4B is a diagram showing the arrangement of the thermoelectric conversion elements 20 with respect to the electrode group on the second substrate 50 side when the second substrate 50 is stacked on the structure shown in FIG. 1.

電極51には、P型とN型の2つの熱電変換素子20がY軸方向に並ぶように位置付けられる。第2のパターン56、57には、それぞれ4つの支持体30が位置付けられる。第2の基板50が図1に示す構造体に重ねられた状態で、熱電変換素子20の上面が対応する電極51に半田で接合されるとともに、支持体30の上面が第2のパターン56、57の何れか一方に半田で接合される。   Two P-type and N-type thermoelectric conversion elements 20 are positioned on the electrode 51 so as to be aligned in the Y-axis direction. Four supports 30 are positioned in each of the second patterns 56, 57. In a state where the second substrate 50 is stacked on the structure shown in FIG. 1, the upper surface of the thermoelectric conversion element 20 is soldered to the corresponding electrode 51, and the upper surface of the support 30 is the second pattern 56, Soldered to either one of 57.

こうして、第2の基板50が図1の構造体に取り付けられると、第1の基板10に設置されたp型の熱電変換素子20とn型の熱電変換素子20が、第1の基板10の電極群と第2の基板50の電極群によって直列に接続される。   In this way, when the second substrate 50 is attached to the structure of FIG. 1, the p-type thermoelectric conversion element 20 and the n-type thermoelectric conversion element 20 installed on the first substrate 10 are attached to the first substrate 10. The electrode group and the electrode group of the second substrate 50 are connected in series.

図5は、電極群による熱電変換素子20の接続状態を示す一部拡大図である。図5において、P型の熱電変換素子20にはPの文字が付記され、N型の熱電変換素子20にはNの文字が付記されている。また、破線の矢印は、電気的な接続ルートを示している。便宜上、図5では、支持体30と第2の基板50の図示が省略されている。   FIG. 5 is a partially enlarged view showing a connection state of the thermoelectric conversion element 20 by the electrode group. In FIG. 5, the letter P is attached to the P-type thermoelectric conversion element 20, and the letter N is attached to the N-type thermoelectric conversion element 20. In addition, a dashed arrow indicates an electrical connection route. For convenience, the support 30 and the second substrate 50 are not shown in FIG.

図5に示すように、Y軸方向に並ぶP型の熱電変換素子20とN型の熱電変換素子20は、電極11と電極51によって直列に接続されている。また、最もY軸負側においてX軸方向に並ぶP型の熱電変換素子20とN型の熱電変換素子20は、橋架電極12によって直列に接続されている。同様に、最もY軸正側においてX軸方向に並ぶP型の熱電変換素子20とN型の熱電変換素子20は、第1の基板10の橋架電極13(図4(a)参照)によって直列に接続されている。   As shown in FIG. 5, the P-type thermoelectric conversion element 20 and the N-type thermoelectric conversion element 20 lined up in the Y-axis direction are connected in series by the electrode 11 and the electrode 51. Further, the P-type thermoelectric conversion element 20 and the N-type thermoelectric conversion element 20 arranged in the X-axis direction on the most negative side of the Y-axis are connected in series by the bridge electrode 12. Similarly, the P-type thermoelectric conversion element 20 and the N-type thermoelectric conversion element 20 lined up in the X-axis direction on the most positive side of the Y-axis are connected in series by the bridge electrode 13 (see FIG. 4A) of the first substrate 10. It is connected to the.

図6は、図1の構造体に第2の基板50を装着した状態の熱電変換器100の構成を示す斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the thermoelectric converter 100 in a state where the second substrate 50 is attached to the structure shown in FIG.

平面視において、熱電変換器100は、正方形の角を丸めた輪郭を有している。第1の基板10と第2の基板50との間に、熱電変換素子20が挟まれている。第1の基板10と第2の基板50との間隔は、第1の基板10と第2の基板50との間に挟まれた熱電変換素子20および支持体30の高さによって決まる。支持体30は、Z軸方向における熱電変換器100の強度を高めるためのものである。第1の基板10と第2の基板50との間からリード線41、42が引き出されている。   In a plan view, the thermoelectric converter 100 has a square shape with rounded corners. The thermoelectric conversion element 20 is sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 50. The distance between the first substrate 10 and the second substrate 50 is determined by the heights of the thermoelectric conversion element 20 and the support 30 sandwiched between the first substrate 10 and the second substrate 50. The support 30 is for increasing the strength of the thermoelectric converter 100 in the Z-axis direction. Lead wires 41 and 42 are drawn out from between the first substrate 10 and the second substrate 50.

図7(a)、(b)は、それぞれ、熱電変換器100を対象物200の設置面201に設置する前の状態と設置した後の状態を模式的に示す図である。   FIGS. 7A and 7B are diagrams schematically showing a state before the thermoelectric converter 100 is installed on the installation surface 201 of the object 200 and a state after the installation.

本実施の形態では、第1の基板10の下面が作用面101となっている。したがって、第1の基板10の下面が設置面201に接触するように、熱電変換器100が対象物200の設置面201に設置される。ここでは、対象物200の形状がY軸に平行な軸を中心軸とする円柱形状であることが想定されている。したがって、設置面201は、XZ平面に平行な方向のみに丸みを持っている。   In the present embodiment, the lower surface of the first substrate 10 is the working surface 101. Therefore, the thermoelectric converter 100 is installed on the installation surface 201 of the object 200 so that the lower surface of the first substrate 10 contacts the installation surface 201. Here, it is assumed that the shape of the object 200 is a columnar shape whose center axis is an axis parallel to the Y axis. Therefore, the installation surface 201 has a roundness only in the direction parallel to the XZ plane.

図7(a)に示す状態から、熱電変換器100の作用面101を対象物200の設置面201に押し付けると、位置P1において熱電変換器100がXZ平面の面内方向に折れ曲がる。これにより、図7(b)に示すように、熱電変換器100の作用面101が対象物200の設置面201に沿うようになる。   When the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 is pressed against the installation surface 201 of the target object 200 from the state shown in FIG. 7A, the thermoelectric converter 100 bends in the in-plane direction of the XZ plane at the position P1. As a result, as shown in FIG. 7B, the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 comes to follow the installation surface 201 of the object 200.

すなわち、図3を参照して説明したように、橋架電極12、13は、他の電極11に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域123を有している。このため、この領域123において橋架電極12、13が撓みやすい構造となっている。したがって、隣り合う列L1間の隙間G1の位置において、隙間G1を軸として、XZ平面の面内方向に、熱電変換器100を容易に撓ませることができる。よって、熱電変換器100の作用面101を設置面201に容易に沿わせることができる。   That is, as described with reference to FIG. 3, the bridge electrodes 12 and 13 have the region 123 having a smaller thickness and a larger surface area than the other electrodes 11. Therefore, in this region 123, the bridge electrodes 12 and 13 have a structure that is easily bent. Therefore, at the position of the gap G1 between the adjacent rows L1, the thermoelectric converter 100 can be easily bent in the in-plane direction of the XZ plane with the gap G1 as the axis. Therefore, the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 can easily be along the installation surface 201.

<実施形態の効果>
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。
<Effects of the embodiment>
According to this embodiment, the following effects are achieved.

橋架電極12、13が、電極11に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域123、133を有しているため、これらの領域123、133において橋架電極12、13が撓みやすい構造となっている。このため、隣り合う列L1間の隙間G1の位置P1において、隙間G1を軸として、熱電変換器100を容易に曲げることができる。よって、熱電変換器100の作用面101を設置面201に容易に沿わせることができる。また、橋架電極12、13の厚みが薄い領域123、133は、表面積が広くなっているため、他の電極と同様の電流密度を維持できる。よって、電極としての作用を他の電極11と同等に確保でき、熱電変換器100の特性が損なわれることがない。このように、本実施の形態に係る熱電変換器100によれば、熱電変換器100の特性を損なうことなく、熱電変換器100の作用面101を円柱の形状の設置面201に容易に沿わせることができる。   Since the bridge electrodes 12 and 13 have regions 123 and 133 that are thinner and have a larger surface area than the electrode 11, the bridge electrodes 12 and 13 have a structure in which these regions 123 and 133 are easily bent. .. Therefore, at the position P1 of the gap G1 between the adjacent rows L1, the thermoelectric converter 100 can be easily bent around the gap G1 as an axis. Therefore, the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 can easily be along the installation surface 201. In addition, since the surface areas of the thin regions 123 and 133 of the bridge electrodes 12 and 13 are large, the same current density as that of the other electrodes can be maintained. Therefore, the function as an electrode can be secured similarly to the other electrodes 11, and the characteristics of the thermoelectric converter 100 are not impaired. As described above, according to the thermoelectric converter 100 according to the present embodiment, the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 can easily be along the cylindrical installation surface 201 without impairing the characteristics of the thermoelectric converter 100. be able to.

また、本実施の形態では、橋架電極12、13の熱電変換素子20が設置される領域121、122、131、132の厚みが、電極11の厚みと同じとなっている。このため、橋架電極12、13に対しても、電極11に設置される熱電変換素子20と同じ高さの熱電変換素子20を設置でき、橋架電極12、13と電極11との間で、設置される熱電変換素子20を区別する必要がない。よって、熱電変換素子20の設置を作業性良く行うことができる。   Further, in the present embodiment, the thickness of the regions 121, 122, 131, 132 of the bridge electrodes 12, 13 in which the thermoelectric conversion element 20 is installed is the same as the thickness of the electrode 11. Therefore, the thermoelectric conversion element 20 having the same height as the thermoelectric conversion element 20 installed on the electrode 11 can be installed also on the bridge electrodes 12 and 13, and can be installed between the bridge electrodes 12 and 13 and the electrode 11. It is not necessary to distinguish the thermoelectric conversion elements 20 to be used. Therefore, the thermoelectric conversion element 20 can be installed with good workability.

また、本実施の形態において、橋架電極12、13は、隣り合う列L1を区分する区分線上に、当該区分線に沿って橋架電極12、13の内側に凹んだ切欠き部124、125、134、135を有しており、これらの切欠き部124、125、134、135によって領域123、133がより撓みやすくなっている。よって、熱電変換器100をより容易に曲げることができ、熱電変換器100の作用面101を設置面201に対してより容易に沿わせ易くなる。   In addition, in the present embodiment, the bridge electrodes 12 and 13 are provided with notches 124, 125, and 134 that are recessed inside the bridge electrodes 12 and 13 along the partition line on the partition line that partitions the adjacent row L1. , 135, and these notches 124, 125, 134, 135 make the regions 123, 133 more flexible. Therefore, the thermoelectric converter 100 can be bent more easily, and the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 can be more easily aligned with the installation surface 201.

また、本実施の形態では、第1の基板10のY軸方向の縁部分に、熱電変換素子20に接合されない第1のパターン14〜17が列L1に垂直に延びるように設けられ、第2の基板50のY軸方向の縁部分にも、同様の第1のパターン52〜55が設けられている。これにより、熱電変換器100を撓ませる際に、所望のテンションを与えることができ、第1の基板10および第2の基板50をXZ平面に平行な方向に滑らかに撓ませることができる。よって、熱電変換器100の作用面101を設置面201に対してより円滑に沿わせることができる。   Further, in the present embodiment, the first patterns 14 to 17 that are not bonded to the thermoelectric conversion elements 20 are provided on the edge portion of the first substrate 10 in the Y-axis direction so as to extend perpendicularly to the column L1, and the second pattern. Similar first patterns 52 to 55 are provided also on the edge portion of the substrate 50 in the Y-axis direction. With this, when the thermoelectric converter 100 is bent, a desired tension can be applied, and the first substrate 10 and the second substrate 50 can be smoothly bent in a direction parallel to the XZ plane. Therefore, the working surface 101 of the thermoelectric converter 100 can be made to follow the installation surface 201 more smoothly.

また、本実施の形態では、第1の基板10のX軸方向の縁部分に、熱電変換素子20に接合されない第2のパターン18、19が列L1に平行に延びるように設けられ、第2の基板50のX軸方向の縁部分にも、同様の第2のパターン56〜57が設けられている。これにより、熱電変換器100がYZ平面に平行な方向に撓みにくくなるため、円柱形状の設置面201に作用面101をより円滑な作業で沿わせることができる。   Further, in the present embodiment, the second patterns 18 and 19 that are not bonded to the thermoelectric conversion elements 20 are provided at the edge portion of the first substrate 10 in the X-axis direction so as to extend in parallel to the row L1, and the second patterns are provided. Similar second patterns 56 to 57 are also provided on the edge portion of the substrate 50 in the X-axis direction. This makes it difficult for the thermoelectric converter 100 to bend in a direction parallel to the YZ plane, so that the working surface 101 can be made to follow the cylindrical installation surface 201 with a smoother work.

また、これら第2のパターン18、19にはリード線41、42が接続され、第2のパターン18、19を介して、リード線41、42が熱電変換素子20に接続されている。このように、第2のパターン18、19をリード線41、42の導入パターンとして共用することにより、熱電変換器100をコンパクトに収めることができる。   Further, the lead wires 41 and 42 are connected to the second patterns 18 and 19, and the lead wires 41 and 42 are connected to the thermoelectric conversion element 20 via the second patterns 18 and 19. In this way, by sharing the second patterns 18 and 19 as the introduction patterns of the lead wires 41 and 42, the thermoelectric converter 100 can be compactly housed.

<変更例>
上記実施の形態では、電極51が第2の基板50に形成され、第2の基板50を熱電変換素子20の上面に重ねる際に電極51が熱電変換素子20の上面に半田により接合されたが、電極51が、第2の基板50側に配置されず、あらかじめ熱電変換素子20の上面に半田で接合されていてもよい。
<Example of change>
In the above-described embodiment, the electrode 51 is formed on the second substrate 50, and when the second substrate 50 is placed on the upper surface of the thermoelectric conversion element 20, the electrode 51 is joined to the upper surface of the thermoelectric conversion element 20 by soldering. The electrode 51 may not be arranged on the second substrate 50 side, but may be soldered to the upper surface of the thermoelectric conversion element 20 in advance.

図8は、この場合の構成例を示す図である。図8に示すように、この構成例では、第2の基板50を第1の基板10に重ねる前に、予め、半田により、電極51が、熱電変換素子20の上面に接合されている。図8の構成例では、さらに、第2のパターン56、57も、予め、半田により、支持体30の上面に接合されている。なお、便宜上、図8では、第2のパターン56、57の破線で示された部分の図示が省略されている。   FIG. 8 is a diagram showing a configuration example in this case. As shown in FIG. 8, in this configuration example, before the second substrate 50 is overlaid on the first substrate 10, the electrode 51 is bonded to the upper surface of the thermoelectric conversion element 20 by soldering in advance. In the configuration example of FIG. 8, the second patterns 56 and 57 are also joined to the upper surface of the support 30 by soldering in advance. Note that, for convenience, in FIG. 8, the portions of the second patterns 56 and 57 indicated by broken lines are omitted.

この場合、第2の基板50から、電極51とともに第2のパターン56、57が省略される。さらに、第1のパターン52〜54が、第2の基板50から省略されてもよい。   In this case, the electrodes 51 and the second patterns 56 and 57 are omitted from the second substrate 50. Furthermore, the first patterns 52 to 54 may be omitted from the second substrate 50.

第2の基板50は、図8の構造体の上面に重ねられる際に、たとえば、X軸正側の第2のパターン57の上面に、粘着剤で固定される。すなわち、図6のように熱電変換器100が組み立てられた状態において、第2の基板50は、X軸正側の縁の部分のみが第2のパターン56の上面に固定された状態となり、その他の部分は、電極51の上面およびX軸負側の第2のパターン56の上面に対してフリーな状態となっている。   The second substrate 50 is fixed to the upper surface of the second pattern 57 on the X-axis positive side with an adhesive when being stacked on the upper surface of the structure of FIG. That is, in the assembled state of the thermoelectric converter 100 as shown in FIG. 6, the second substrate 50 is in a state where only the edge portion on the X-axis positive side is fixed to the upper surface of the second pattern 56, and The portion is free from the upper surface of the electrode 51 and the upper surface of the second pattern 56 on the X-axis negative side.

この変更例によれば、このように、第2の基板50の一方の縁の部分以外の部分が電極51の上面およびX軸負側の第2のパターン56の上面に対してフリーな状態にあるため、上記実施の形態に比べて、図6のXZ平面の面内方向に熱電変換器100をさらに曲げやすくなる。このため、図7(b)のように設置面201に作用面101を押し当てる際に、さらに容易に、熱電変換器100を曲げることができ、作用面101を設置面201に対して、より円滑に沿わせ易くなる。   According to this modified example, as described above, the portion other than the one edge portion of the second substrate 50 is in a free state with respect to the upper surface of the electrode 51 and the upper surface of the second pattern 56 on the X-axis negative side. Therefore, the thermoelectric converter 100 can be bent more easily in the in-plane direction of the XZ plane of FIG. 6 as compared with the above embodiment. Therefore, as shown in FIG. 7B, when the working surface 101 is pressed against the installation surface 201, the thermoelectric converter 100 can be bent more easily, and the operation surface 101 can be more easily attached to the installation surface 201. It becomes easy to follow along smoothly.

なお、この変更例では、図7(b)に示す状態において、第2の基板50が電極51の上面から離れ得る。したがって、この変更例では、熱電変換器100を対象物200に取り付ける際に、第2の基板50が電極51の上面から離れないように、熱電変換器100を対象物200に取り付ける取り付け具によって、第2の基板50の上面を押さえるようにすればよい。   In this modification, the second substrate 50 can be separated from the upper surface of the electrode 51 in the state shown in FIG. Therefore, in this modified example, when the thermoelectric converter 100 is attached to the target object 200, the fixture for attaching the thermoelectric converter 100 to the target object 200 is used so that the second substrate 50 does not separate from the upper surface of the electrode 51. The upper surface of the second substrate 50 may be pressed down.

また、この変更例では、第2の基板50が第2のパターン57の上面に粘着剤で接合されたが、これに代えて、電極51の上面および第2のパターン56、57の上面に非導電性のグリスを塗布し、このグリスの粘着力によって、第2の基板50を電極51の上面および第2のパターン56、57の上面に仮止めするようにしてもよい。   Further, in this modified example, the second substrate 50 is bonded to the upper surface of the second pattern 57 with an adhesive, but instead of this, the second substrate 50 is not bonded to the upper surface of the electrode 51 and the upper surfaces of the second patterns 56 and 57. A conductive grease may be applied and the second substrate 50 may be temporarily fixed to the upper surfaces of the electrodes 51 and the second patterns 56 and 57 by the adhesive force of the grease.

この場合も、第2の基板50は、電極51の上面および第2のパターン56、57の上面に対してXY平面に平行な方向に変位可能な状態にあるため、上記実施の形態に比べて、図6のXZ平面の面内方向に熱電変換器100をさらに曲げやすくなる。よって、図7(b)のように設置面201に作用面101を押し当てる際に、さらに容易に、熱電変換器100を曲げることができ、作用面101を設置面201に対して、より円滑に沿わせ易くなる。   In this case as well, the second substrate 50 is in a state of being displaceable in the direction parallel to the XY plane with respect to the upper surface of the electrode 51 and the upper surfaces of the second patterns 56 and 57, and therefore, compared with the above-described embodiment. It becomes easier to bend the thermoelectric converter 100 in the in-plane direction of the XZ plane of FIG. Therefore, when the working surface 101 is pressed against the installation surface 201 as shown in FIG. 7B, the thermoelectric converter 100 can be bent more easily, and the operation surface 101 can be smoothly moved with respect to the installation surface 201. It becomes easy to follow

なお、図8の構成例では、第2のパターン56、57が支持体30の上面に配置されたが、第2のパターン56、57が省略されてもよい。また、電極51と第2の基板50との摩擦力を考慮して仮止めをしない場合があっても良い。   Although the second patterns 56 and 57 are disposed on the upper surface of the support 30 in the configuration example of FIG. 8, the second patterns 56 and 57 may be omitted. Further, in consideration of the frictional force between the electrode 51 and the second substrate 50, temporary fixing may not be performed.

上記実施の形態では、熱電変換素子20の他に支持体30が、第1の基板10と第2の基板50との間に配置されたが、支持体30は必ずしも必要なものではなく、Z軸方向の強度が維持できる場合は、支持体30が省略されてもよい。   In the above-described embodiment, the support body 30 is disposed between the first substrate 10 and the second substrate 50 in addition to the thermoelectric conversion element 20, but the support body 30 is not always necessary, and Z The support 30 may be omitted if the strength in the axial direction can be maintained.

上記実施の形態では、第2の基板50側にも第1のパターン52〜55が設けられたが、熱電変換器100を滑らかに撓ませることが可能であれば、第1のパターン52〜55が省略されてもよい。あるいは、第2の基板50側にも第1のパターン52〜55を残して、第1の基板10側の第1のパターン14〜17が省略されてもよい。なお、第1のパターン14〜17および第1のパターン52〜55は必ずしも必要なものではなく、設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能であれば、第1のパターン14〜17および第1のパターン52〜55の両方が省略されてもよい。   Although the first patterns 52 to 55 are provided on the second substrate 50 side in the above-described embodiment, the first patterns 52 to 55 may be provided as long as the thermoelectric converter 100 can be flexed smoothly. May be omitted. Alternatively, the first patterns 14 to 17 on the first substrate 10 side may be omitted while leaving the first patterns 52 to 55 on the second substrate 50 side. It should be noted that the first patterns 14 to 17 and the first patterns 52 to 55 are not always necessary, and the first patterns 14 to 17 and the first patterns 14 to 17 and Both of the first patterns 52 to 55 may be omitted.

上記実施の形態では、第2の基板50側にも第2のパターン56、57が設けられたが、YZ平面に平行な方向における熱電変換器100の撓みを抑制可能であれば、第2のパターン56、57が省略されてもよい。なお、YZ平面に平行な方向においても熱電変換器100を撓みやすく(変形しやすく)する場合は、上述のように、第1の基板10側の第2のパターン18、19の厚みを薄くし、また、第2の基板50側の第2のパターン56、57の厚みを薄くしてもよい。あるいは、YZ平面に平行な方向においても熱電変換器100を撓みやすく(変形しやすく)する場合は、第1の基板10側の第2のパターン18、19と、第2の基板50側の第2のパターン56、57の両方を省略してもよい。この場合、リード線41、42は、たとえば、図2(a)に示す最右端および最左端の橋架電極13に接続すればよい。この場合、最右端および最左端の橋架電極13は、電極11の厚みと面積と同一でも良い。   In the above-described embodiment, the second patterns 56 and 57 are also provided on the second substrate 50 side, but the second pattern 56 and 57 may be provided as long as it is possible to suppress the bending of the thermoelectric converter 100 in the direction parallel to the YZ plane. The patterns 56 and 57 may be omitted. In order to make the thermoelectric converter 100 easily bendable (easily deformable) even in the direction parallel to the YZ plane, the thickness of the second patterns 18 and 19 on the first substrate 10 side is reduced as described above. Also, the thickness of the second patterns 56 and 57 on the second substrate 50 side may be reduced. Alternatively, in order to make the thermoelectric converter 100 easily bendable (easy to be deformed) even in the direction parallel to the YZ plane, the second patterns 18 and 19 on the first substrate 10 side and the second patterns on the second substrate 50 side are formed. Both of the two patterns 56 and 57 may be omitted. In this case, the lead wires 41 and 42 may be connected to, for example, the rightmost and leftmost bridge electrodes 13 shown in FIG. In this case, the rightmost and leftmost bridge electrodes 13 may have the same thickness and area as the electrode 11.

上記実施の形態では、図3に示すように、領域121、122の厚みが電極11の厚みと同じであったが、領域121、122の厚みが領域123の厚みと同じであってもよい。ただし、この場合は、領域121、122の厚みが電極11の厚みよりも薄くなるため、領域121、122に設置される熱電変換素子20の高さを、電極11に設置される熱電変換素子20の高さよりも、厚みの差分だけ高くする必要がある。このため、電極11に設置される熱電変換素子20と橋架電極12に設置される熱電変換素子20とを相違させる必要が生じ、作業性が低下する。よって、熱電変換素子20の設置を作業性良く行うためには、領域121、122の厚みを電極11の厚みと同一に設定することが好ましい。   In the above-described embodiment, as shown in FIG. 3, the regions 121 and 122 have the same thickness as the electrode 11, but the regions 121 and 122 may have the same thickness as the region 123. However, in this case, since the thickness of the regions 121 and 122 is smaller than the thickness of the electrode 11, the height of the thermoelectric conversion element 20 installed in the regions 121 and 122 is set to the height of the thermoelectric conversion element 20 installed in the electrode 11. It is necessary to make it higher than the height by the difference in thickness. Therefore, it is necessary to make the thermoelectric conversion element 20 installed on the electrode 11 different from the thermoelectric conversion element 20 installed on the bridge electrode 12, and the workability is reduced. Therefore, in order to install the thermoelectric conversion element 20 with good workability, it is preferable to set the thickness of the regions 121 and 122 to be the same as the thickness of the electrode 11.

上記実施の形態では、橋架電極12、13の両方が第1の基板10側に配置されるように電極群がレイアウトされたが、橋架電極12、13の何れか一方または両方が第2の基板50側に配置されるように電極群がレイアウトされてもよい。平面視における電極11および橋架電極12、13の輪郭や、領域123、133の広さおよび輪郭も、適宜変更可能である。   In the above-described embodiment, the electrode group is laid out such that both the bridge electrodes 12 and 13 are arranged on the first substrate 10 side. However, either or both of the bridge electrodes 12 and 13 are arranged on the second substrate. The electrode group may be laid out so as to be arranged on the side of 50. The contours of the electrode 11 and the bridge electrodes 12, 13 in plan view, and the widths and contours of the regions 123, 133 can also be changed as appropriate.

以上の他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。   In addition to the above, the embodiment of the present invention can be appropriately modified in various ways within the scope of the technical idea shown in the claims.

10 … 第1の基板
11 … 電極
12、13 … 橋架電極
14〜17 … 第1のパターン
18、19 … 第2のパターン
20 … 熱電変換素子
41、42 … リード線
50 … 第2の基板
51 … 電極
52〜55 … 第1のパターン
57、58 … 第2のパターン
121〜123 … 領域
124、125 … 切欠き部
131〜133 … 領域
134、135 … 切欠き部
10 ... 1st board 11 ... Electrodes 12, 13 ... Bridge electrodes 14-17 ... 1st pattern 18, 19 ... 2nd pattern 20 ... Thermoelectric conversion element 41, 42 ... Lead wire 50 ... 2nd board 51 ... Electrodes 52-55 ... 1st pattern 57, 58 ... 2nd pattern 121-123 ... Area 124, 125 ... Notch part 131-133 ... Area 134, 135 ... Notch part

Claims (3)

変形可能な第1の基板と、
変形可能な第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置される複数の熱電変換素子と、
前記複数の熱電変換素子をそれぞれ半田接合することにより、前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する電極群と、を備え、
前記複数の熱電変換素子は、複数列で並ぶように前記第1の基板と前記第2の基板との間に配置され、
前記電極群のうち、第1の列と隣の第2の列との間に跨る橋架電極は、前記第1の列と前記第2の列とを区分する区分線上において、前記第1の列内の熱電変換素子と前記第2の列内の熱電変換素子とを隔てるように配置された第1切欠き部と、前記第1の列内の熱電変換素子と前記第2の列内の熱電変換素子を隔てないように配置された第2切欠き部とを有する、
ことを特徴とする熱電変換器。
A deformable first substrate,
A deformable second substrate,
A plurality of thermoelectric conversion elements arranged between the first substrate and the second substrate,
An electrode group for electrically connecting the plurality of thermoelectric conversion elements by soldering the plurality of thermoelectric conversion elements, respectively,
The plurality of thermoelectric conversion elements are arranged between the first substrate and the second substrate so as to be arranged in a plurality of rows,
The bridge electrode extending between the first row and the adjacent second row in the electrode group has the first row on the dividing line that divides the first row and the second row. A notch portion arranged so as to separate the thermoelectric conversion element in the second row from the thermoelectric conversion element in the second row, the thermoelectric conversion element in the first row and the thermoelectric conversion element in the second row. A second notch arranged so as not to separate the conversion element,
A thermoelectric converter characterized in that.
前記第1切欠き部の切欠き領域は、平面視において前記第2切欠き部の切欠き領域より大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載の熱電変換器。
The cutout area of the first cutout portion is larger than the cutout area of the second cutout portion in plan view,
The thermoelectric converter according to claim 1, wherein:
前記第1切欠き部および前記第2切欠き部は、平面視における形状が略半円である、
ことを特徴とする請求項2に記載の熱電変換器。
The first cutout portion and the second cutout portion each have a substantially semicircular shape in a plan view.
The thermoelectric converter according to claim 2, wherein.
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