JP4830668B2 - Thermoelectric conversion device and manufacturing method thereof - Google Patents

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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流通させることで吸熱、放熱が得られる熱電変換装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a thermoelectric conversion device that can absorb heat and dissipate heat by passing a direct current through a series circuit composed of an N-type thermoelectric element and a P-type thermoelectric element, and a manufacturing method thereof.

従来この種の熱電変換装置として、例えば特許文献1に示されるものが知られている。この熱電変換装置では、絶縁基板に交互に複数個配列されたN型熱電素子とP型熱電素子に対して、その片方の端面から突出するように複数の放熱電極部材が、他方の端面から突出するように複数の吸熱電極部材が接合されている。これらの放熱、吸熱電極部材の各々は、U字状に成形された金属板により構成されて、そのU字状の底部において隣接するN型熱電素子とP型熱電素子とに接合されてこれらの間を電気的に接続する電極部と、この電極部から突出する放熱部、吸熱部とを備えている。   Conventionally, as this type of thermoelectric conversion device, for example, the one shown in Patent Document 1 is known. In this thermoelectric conversion device, a plurality of radiating electrode members protrude from one end face of the N-type thermoelectric elements and P-type thermoelectric elements alternately arranged on the insulating substrate, protruding from the other end face. In this way, a plurality of endothermic electrode members are joined. Each of these heat-dissipating and heat-absorbing electrode members is composed of a U-shaped metal plate and joined to adjacent N-type and P-type thermoelectric elements at the bottom of the U-shape. The electrode part which electrically connects between, the thermal radiation part which protrudes from this electrode part, and the heat absorption part are provided.

このように、放熱部および吸熱部を、絶縁層を介することなく電極部と接合させて設けることにより、熱交換効率に優れた熱電変換装置を提供することができる。
特開2006−93437号公報
Thus, the thermoelectric conversion device excellent in heat exchange efficiency can be provided by providing the heat radiating portion and the heat absorbing portion while being joined to the electrode portion without using an insulating layer.
JP 2006-93437 A

しかしながら、上記熱電変換装置においては、放熱部、吸熱部の周囲を流通する空気に含まれている水分や、結露などにより吸熱部に付着した水滴などが、放熱部、吸熱部側から熱電素子側にまで浸入する場合があり、これによって熱電素子側の直列回路において短絡やマイグレーションが発生するという問題があった。   However, in the above-described thermoelectric conversion device, moisture contained in the air flowing around the heat radiating part and the heat absorbing part, water droplets attached to the heat absorbing part due to condensation, etc., from the heat radiating part and the heat absorbing part side to the thermoelectric element side As a result, there is a problem that a short circuit or migration occurs in the series circuit on the thermoelectric element side.

本発明の目的は、上記問題に鑑み、短絡およびマイグレーションの発生が防止された熱電変換装置およびその製造方法を提供することにある。   In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion device in which occurrence of a short circuit and migration is prevented, and a manufacturing method thereof.

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。   In order to achieve the above object, the present invention employs the following technical means.

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)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、この保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように複数の貫通孔(43)に保持され、複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備えた熱電変換装置において、複数の熱交換素子(26、36)は、複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)によって複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合しており、保持板(21、31)は、第1面(21a、31a)の上に、複数の貫通孔(43)が形成されている領域を含む所定の領域を取り囲むように設けられた所定の高さの堰部(21c、31c)と、その所定の領域に形成されたシール層(27、37)とを有することを特徴としている。   In the invention described in claim 1, a plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35). A series circuit (50), a holding plate (21, 31) formed with a plurality of through holes (43), and a first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31) In a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held in a plurality of through holes (43) and directly connected to a plurality of electrode portions (25, 35), a plurality of heat exchange elements (26, 36) are fitted into the plurality of through holes (43) by fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of electrode portions (25, 35), respectively, and the holding plate (21 , 31) has a plurality of through holes (43) formed on the first surface (21a, 31a). A weir portion (21c, 31c) having a predetermined height provided so as to surround a predetermined region including the region being formed, and a seal layer (27, 37) formed in the predetermined region. It is a feature.

このように、保持板(21、31)の熱交換素子(26、36)突出側である第1面(21a、31a)に堰部(21c、31c)を設けることにより、第1面(21a、31a)上にシール層(27、37)を形成する際に、堰部(21c、31c)によってシール剤がシール層(27、37)形成領域を越えて流れ出すのを防止できるため、低粘度のシール剤を用いることが可能となる。これにより、保持板(21、31)の貫通孔(43)と熱交換素子(26、36)の嵌合部(45)との噛み合い部分の複雑な形状に沿って、その隙間を埋めるような気密性に優れたシール層(27、37)を簡単に形成することが可能となる。このようなシール層(27、37)を形成することで、結露などにより熱交換素子(26、36)に付着した水滴が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間を通って熱電素子(12、13)側に浸入することを確実に防止することができ、このような水滴の浸入により熱電素子(12、13)側で短絡およびマイグレーションが発生することを防止することができる。また、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)側で熱交換素子(26、36)などのイオン化によって発生するマイグレーション、およびそれに起因する短絡の発生を防止することができる。   Thus, by providing the weir portion (21c, 31c) on the first surface (21a, 31a) on the side where the heat exchange element (26, 36) protrudes from the holding plate (21, 31), the first surface (21a , 31a), when the sealing layer (27, 37) is formed, the weir portion (21c, 31c) can prevent the sealing agent from flowing beyond the region where the sealing layer (27, 37) is formed. It becomes possible to use the sealing agent. Thereby, the gap is filled along the complicated shape of the meshing portion between the through hole (43) of the holding plate (21, 31) and the fitting portion (45) of the heat exchange element (26, 36). It becomes possible to easily form the sealing layers (27, 37) having excellent airtightness. By forming such a sealing layer (27, 37), water droplets adhering to the heat exchange element (26, 36) due to dew condensation or the like form a gap between the through hole (43) and the fitting portion (45). It is possible to reliably prevent the penetration into the thermoelectric element (12, 13) side and prevent the occurrence of short circuit and migration on the thermoelectric element (12, 13) side due to the intrusion of water droplets. Can do. In addition, it is possible to prevent the occurrence of migration caused by ionization of the heat exchange elements (26, 36) on the first surface (21a, 31a) side of the holding plates (21, 31) and the occurrence of a short circuit due to the migration.

堰部(21c、31c)は、例えば、請求項2に記載の発明のように、第1面(21a、31a)のほぼ全領域を取り囲むように、保持板(21、31)の外周部に設けることができる。   The dam portions (21c, 31c) are formed on the outer peripheral portion of the holding plate (21, 31) so as to surround almost the entire area of the first surface (21a, 31a), for example, as in the invention described in claim 2. Can be provided.

また、請求項3に記載の発明のように、熱交換素子(26、36)の嵌合部(45)が、貫通孔(43)の横断面形状とほぼ同じ形状の平面部(25、35)と、この平面部(25、35)の外周部分から突出して貫通孔(43)の縁面と全周に渡って嵌合する側面部(22a、22b、32a、32b)とを備えるように構成すると、貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間が小さくなって、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)にシール層(27、37)を形成する際にシール剤が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間から熱電素子(12、13)側に洩れにくくなる。これにより、低粘度のシール剤を用いてのシール層(27、37)の形成がさらに容易となる。   Further, as in the invention described in claim 3, the fitting portion (45) of the heat exchange element (26, 36) is a flat portion (25, 35) having substantially the same shape as the cross-sectional shape of the through hole (43). ) And side surface portions (22a, 22b, 32a, 32b) that protrude from the outer peripheral portion of the flat surface portions (25, 35) and are fitted over the entire peripheral surface of the through hole (43). If comprised, the clearance gap between a through-hole (43) and a fitting part (45) will become small, and a sealing layer (27, 37) will be provided in the 1st surface (21a, 31a) of a holding plate (21, 31). When forming, the sealing agent is less likely to leak from the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45) to the thermoelectric element (12, 13) side. Thereby, formation of the sealing layer (27, 37) using a low-viscosity sealing agent is further facilitated.

さらに、請求項4に記載の発明のように、保持板(21、31)の熱交換素子(26、36)突出側と反対側である第2面(21b、31b)側に、貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を設けると、このようなシール部(67)をシール層(27、37)の形成前に予め形成しておくことで、シール層(27、37)を形成する際にシール剤が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間から熱電素子(12、13)側に洩れにくくなる。これにより、低粘度のシール剤を用いてのシール層(27、37)の形成がさらに容易となる。   Furthermore, as in the invention described in claim 4, a through-hole (21b, 31b) is formed on the second surface (21b, 31b) side opposite to the heat exchange element (26, 36) protruding side of the holding plate (21, 31). 43) and a sealing portion (67) provided so as to fill a gap between the fitting portion (45), such a sealing portion (67) is formed in advance before forming the sealing layers (27, 37). Thus, when forming the seal layer (27, 37), the sealant is less likely to leak to the thermoelectric element (12, 13) side through the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45). Become. Thereby, formation of the sealing layer (27, 37) using a low-viscosity sealing agent is further facilitated.

請求項3に記載の発明において、請求項に記載の発明のように、矩形の横断面をもつ貫通孔(43)に対して、嵌合部(45)を、矩形の平面部(25、35)と、さらに、この平面部(25、35)の対向する2辺からそれぞれ突出して熱交換部を構成する2つの突出面(26、36)の根元部分(22a、32a)と、平面部(25、35)の残りの2辺からそれぞれ突出して上記突出面(26、36)の根元部分(22a、32a)に対応する所定の高さをもつ側板部(22b、32b)とを有する側面部とによって構成することができる。 In the invention according to claim 3, as in the invention according to claim 5 , the fitting portion (45) is connected to the rectangular plane portion (25, 25) with respect to the through hole (43) having a rectangular cross section. 35), and further, the root portions (22a, 32a) of the two projecting surfaces (26, 36) that project from the opposing two sides of the planar portion (25, 35) and constitute the heat exchange unit, and the planar portion Side surfaces having side plate portions (22b, 32b) projecting from the remaining two sides of (25, 35) and having a predetermined height corresponding to the root portions (22a, 32a) of the projecting surfaces (26, 36). Part.

請求項に記載の発明では、複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように複数の貫通孔(43)に保持され、複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備えた熱電変換装置において、複数の熱交換素子(26、36)は、複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)によって複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合しており、保持板(21、31)は、第1面(21a、31a)の上に形成されたシール層(27、37)と、第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋める
ように形成されたシール部(67)とを有することを特徴としている。
In the invention described in claim 6 , a plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35). A series circuit (50), a holding plate (21, 31) in which a plurality of through holes (43) are formed, and a plurality of protruding so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In the thermoelectric conversion device that includes a plurality of heat exchange elements (26, 36) that are held in the through holes (43) and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35), a plurality of heat exchange elements ( 26, 36) are fitted into the plurality of through holes (43) by fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of electrode portions (25, 35), respectively, and the holding plates (21, 31) is a sealing layer (27, 37) formed on the first surface (21a, 31a). And the second surface (21b, 31b) side opposite to the first surface (21a, 31a) is formed so as to fill a gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45). And a seal portion (67).

このように、熱交換素子(26、36)の突出側である第1面(21a、31a)の上にシール層(27、37)を形成し、反対側の第2面(21b、31b)側にも貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようなシール部(67)を設けると、結露などにより熱交換素子(26、36)に付着した水滴が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間を通って熱電素子(12、13)側に浸入することを確実に防止することができる。また、シール層(27、37)の形成前に、予めシール部(67)を形成しておくことで、シール層(27、37)を形成する際にシール剤が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間から熱電素子(12、13)側に洩れにくくなる。これにより、低粘度のシール剤を用いて、気密性に優れたシール層(27、37)を簡単に形成することが可能となる。   Thus, the sealing layer (27, 37) is formed on the first surface (21a, 31a) which is the protruding side of the heat exchange element (26, 36), and the second surface (21b, 31b) on the opposite side. If a seal portion (67) is provided on the side to fill the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45), water droplets attached to the heat exchange elements (26, 36) due to condensation or the like It is possible to reliably prevent intrusion into the thermoelectric element (12, 13) side through the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45). In addition, by forming the seal portion (67) in advance before forming the seal layer (27, 37), the seal agent fits into the through hole (43) when forming the seal layer (27, 37). It becomes difficult to leak to the thermoelectric element (12, 13) side from the gap between the joint portion (45). Thereby, it becomes possible to form easily the sealing layers (27, 37) excellent in airtightness using a low-viscosity sealing agent.

また、本発明の熱電変換装置においては、請求項に記載の発明のように、例えば、複数の電極部(25、35)が複数の熱交換素子(26、36)とそれぞれ一体に形成された構成とすることができる。これにより、熱交換素子(26、36)と別体の電極部材を備える場合に比較して、少ない部品数で熱電変換装置を構成することができる。 In the thermoelectric conversion device of the present invention, as in the invention described in claim 7 , for example, the plurality of electrode portions (25, 35) are integrally formed with the plurality of heat exchange elements (26, 36), respectively. Can be configured. Thereby, compared with the case where a heat exchange element (26, 36) and a separate electrode member are provided, a thermoelectric conversion apparatus can be comprised with few components.

請求項に記載の発明では、複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように複数の貫通孔(43)に保持され、複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備える熱電変換装置の製造方法において、複数の貫通孔(43)の形成された領域を含む所定の領域を取り囲むように所定の高さの堰部(21c、31c)を第1面(21a、31a)上に有する保持板(21、31)を準備して、複数の熱交換素子(26、36)の複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)を複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合させて、熱交換モジュール(20、30)を構成する熱交換モジュール構成工程と、この熱交換モジュール構成工程の後に、第1面(21a、31a)上の上記所定の領域にシール層(27、37)を形成するシール層形成工程とを備えたことを特徴としている。 In the invention described in claim 8 , a plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35). A series circuit (50), a holding plate (21, 31) in which a plurality of through holes (43) are formed, and a plurality of protruding so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In the manufacturing method of a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held in the through holes (43) and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35), the plurality of through holes A holding plate (21, 31) having a weir portion (21c, 31c) of a predetermined height on the first surface (21a, 31a) so as to surround a predetermined region including the region where (43) is formed is prepared. And a plurality of electrode portions (25, 25) of the plurality of heat exchange elements (26, 36). 5) The heat exchange module constituting step for constituting the heat exchange module (20, 30) by fitting the fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of through holes (43), respectively, And a sealing layer forming step of forming a sealing layer (27, 37) in the predetermined region on the first surface (21a, 31a) after the heat exchange module configuration step.

このように、第1面(21a、31a)に堰部(21c、31c)を有する保持板(21、31)に対して、その貫通孔(43)に熱交換素子(26、36)の嵌合部(454)を嵌合させて熱交換モジュール(20、30)を構成した後、第1面(21a、31a)上の堰部(21c、31c)の内側領域にシール層(27、37)を形成すると、堰部(21c、31c)によってシール剤がシール層(27、37)形成領域を越えて流れ出すのを防止できるため、低粘度のシール剤を用いてシール層(27、37)を形成することが可能となる。これにより、保持板(21、31)の貫通孔(43)と熱交換素子(26、36)の嵌合部(45)との噛み合い部分の複雑な形状に沿って、その隙間を埋めるような気密性に優れたシール層(27、37)を簡単に形成することができる。このようなシール層(27、37)を形成することで、結露などにより熱交換素子(26、36)に付着した水滴が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間を通って熱電素子(12、13)側に浸入することを確実に防止することができ、このような水滴の浸入により熱電素子(12、13)側で短絡およびマイグレーションが発生することを防止することができる。   As described above, the heat exchange element (26, 36) is fitted into the through hole (43) with respect to the holding plate (21, 31) having the weir portion (21c, 31c) on the first surface (21a, 31a). After the joint portion (454) is fitted to form the heat exchange module (20, 30), the seal layer (27, 37) is formed on the inner area of the weir portion (21c, 31c) on the first surface (21a, 31a). ) Can be prevented by the weir portions (21c, 31c) from flowing out beyond the seal layer (27, 37) formation region, and therefore the seal layer (27, 37) is formed using a low-viscosity sealant. Can be formed. Thereby, the gap is filled along the complicated shape of the meshing portion between the through hole (43) of the holding plate (21, 31) and the fitting portion (45) of the heat exchange element (26, 36). Seal layers (27, 37) having excellent airtightness can be easily formed. By forming such a sealing layer (27, 37), water droplets adhering to the heat exchange element (26, 36) due to dew condensation or the like form a gap between the through hole (43) and the fitting portion (45). It is possible to reliably prevent the penetration into the thermoelectric element (12, 13) side and prevent the occurrence of short circuit and migration on the thermoelectric element (12, 13) side due to the intrusion of water droplets. Can do.

堰部(21c、31c)は、例えば、請求項に記載の発明のように、第1面(21a、31a)のほぼ全領域を取り囲むように、保持板(21、31)の外周部に設けられる。 The dam portions (21c, 31c) are formed on the outer peripheral portion of the holding plate (21, 31) so as to surround almost the entire area of the first surface (21a, 31a), for example, as in the invention according to claim 9. Provided.

また、この場合、請求項10に記載の発明のように、熱交換モジュール構成工程において、熱交換モジュール(20、30)を構成した後に、保持板(21、31)の熱交換素子(26、36)突出側と反対側である第2面(21b、31b)側に、貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を形成すると、後にシール層形成工程においてシール層(27、37)を形成する際に、シール剤が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間から熱電素子(12、13)側に洩れにくくなる。これにより、低粘度のシール剤を用いてのシール層(27、37)の形成がさらに容易となる。 In this case, as in the invention according to claim 10 , in the heat exchange module configuration step, after the heat exchange module (20, 30) is configured, the heat exchange element (26, 36) When the seal portion (67) is formed on the second surface (21b, 31b) side opposite to the projecting side so as to fill a gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45). When the seal layer (27, 37) is formed later in the seal layer forming step, the sealant is moved from the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45) to the thermoelectric element (12, 13) side. It becomes difficult to leak. Thereby, formation of the sealing layer (27, 37) using a low-viscosity sealing agent is further facilitated.

請求項11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)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように複数の貫通孔(43)に保持され、複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備える熱電変換装置の製造方法において、保持板(21、31)の複数の貫通孔(43)に、複数の熱交換素子(26、36)の複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)をそれぞれ嵌合させて、熱交換モジュール(20、30)を構成し、その後に、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において、貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を形成する熱交換モジュール構成工程と、この熱交換モジュール構成工程の後に、第1面(21a、31a)上にシール層(27、37)を形成するシール層形成工程とを備えたことを特徴としている。 In the invention described in claim 11 , a plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35). A series circuit (50), a holding plate (21, 31) in which a plurality of through holes (43) are formed, and a plurality of protruding so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In the manufacturing method of a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held in the through holes (43) and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35), the holding plate (21 , 31) fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of electrode portions (25, 35) of the plurality of heat exchange elements (26, 36) are respectively fitted into the plurality of through holes (43). To form a heat exchange module (20, 30), and then a holding plate ( 1, 31) on the second surface (21 b, 31 b) side opposite to the first surface (21 a, 31 a), so as to fill a gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45). A heat exchange module forming step for forming a seal portion (67) on the surface, and a seal layer forming step for forming a seal layer (27, 37) on the first surface (21a, 31a) after the heat exchange module forming step, It is characterized by having.

このように、シール層(27、37)の形成前に、保持板(21、31)の熱交換素子(26、36)突出側と反対側である第2面(21b、31b)側において、貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を予め形成しておくことで、シール層(27、37)を形成する際にシール剤が貫通孔(43)と嵌合部(45)との間の隙間から熱電素子(12、13)側に洩れにくくなる。これにより、請求項12に記載の発明のように、より低粘度のシール剤を用いてシール層(27、37)を形成することが可能となる。これにより、保持板(21、31)の貫通孔(43)と熱交換素子(26、36)の嵌合部(45)との噛み合い部分の複雑な形状に沿って、その隙間を埋めるような気密性に優れたシール層(27、37)を簡単に形成することができる。 Thus, before the formation of the sealing layer (27, 37), on the second surface (21b, 31b) side opposite to the heat exchange element (26, 36) protruding side of the holding plate (21, 31), By forming the seal portion (67) in advance so as to fill the gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45), a sealant is formed when forming the seal layers (27, 37). Is less likely to leak to the thermoelectric element (12, 13) side through the gap between the through hole (43) and the fitting portion (45). Thereby, like the invention of Claim 12 , it becomes possible to form a sealing layer (27, 37) using a lower viscosity sealing agent. Thereby, the gap is filled along the complicated shape of the meshing portion between the through hole (43) of the holding plate (21, 31) and the fitting portion (45) of the heat exchange element (26, 36). Seal layers (27, 37) having excellent airtightness can be easily formed.

また、このとき、請求項13に記載の発明のように、シール層(27、37)を形成した後に、熱交換モジュール(20、30)を熱電素子(12、13)側と接続して、熱交換素子(26、36)と直接接続された電極部(25、35)によってP型熱電素子(12)とN型熱電素子(13)とが交互に直列に接続されて直列回路(50)が形成されている熱電変換モジュール(200)を構成する、つまり、熱電素子(12、13)側と接続されていない状態の熱交換モジュール(20、30)に対して、その保持板(21、31)上にシール層(27、37)を形成するとよい。このように、熱交換モジュール(20、30)が熱電素子(12、13)側と接続されていない状態にあることで、形成されたシール層(27、37)の気密性などの検査を容易に行うことができる。 At this time, as in the invention described in claim 13 , after forming the sealing layer (27, 37), the heat exchange module (20, 30) is connected to the thermoelectric element (12, 13) side, P-type thermoelectric elements (12) and N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by the electrode portions (25, 35) directly connected to the heat exchange elements (26, 36) to form a series circuit (50). Is formed on the heat exchange module (20, 30) that is not connected to the thermoelectric element (12, 13) side. 31) It is good to form a sealing layer (27, 37) on it. Thus, since the heat exchange module (20, 30) is not connected to the thermoelectric element (12, 13) side, it is easy to inspect the formed seal layers (27, 37) such as airtightness. Can be done.

あるいは、請求項14に記載の発明のように、シール層(27、37)を形成する前に、熱交換モジュール(20、30)を熱電素子(12、13)側と接続させて熱電変換モジュール(200)を構成する、つまり、熱電変換モジュール(200)が構成された後に、その熱電変換モジュール(200)の保持板(21、31)の第1面(21a、31a)上にシール層(27、37)を形成することもできる。この場合、シール層(27、37)形成後に、耐熱性が要求される熱電変換モジュール構成のためのはんだ付け工程がないため、シール層(27、37)を形成する際に、硬化後の耐熱性が比較的低いシール剤などを用いることも可能となる。 Alternatively, as in the invention described in claim 14 , before forming the seal layer (27, 37), the heat exchange module (20, 30) is connected to the thermoelectric element (12, 13) side to form a thermoelectric conversion module. (200), that is, after the thermoelectric conversion module (200) is configured, the sealing layer (21a, 31a) on the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31) of the thermoelectric conversion module (200) 27, 37) can also be formed. In this case, since there is no soldering process for the thermoelectric conversion module configuration that requires heat resistance after the seal layers (27, 37) are formed, the heat resistance after curing is formed when the seal layers (27, 37) are formed. It is also possible to use a sealing agent having a relatively low property.

また、本発明の熱電変換装置の製造方法においては、請求項15に記載の発明のように、例えば、複数の電極部(25、35)が複数の熱交換素子(26、36)とそれぞれ一体に形成された構成とすることができる。これにより、熱交換素子(26、36)と別体の電極部材を備える場合に比較して、少ない部品数で熱電変換装置を構成することができる。 Moreover, in the manufacturing method of the thermoelectric conversion apparatus of this invention, as the invention of Claim 15 , for example, a plurality of electrode parts (25, 35) are each united with a plurality of heat exchange elements (26, 36). It can be set as the structure formed in this. Thereby, compared with the case where a heat exchange element (26, 36) and a separate electrode member are provided, a thermoelectric conversion apparatus can be comprised with few components.

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。   Incidentally, the reference numerals in parentheses of each means described above are an example showing the correspondence with the specific means described in the embodiments described later.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態における熱電変換装置を図1〜図5に示し、まず、その構成について図1〜図4を用いて説明する。図1は熱電変換装置100の全体構成を示す模式図であり、図2は図1に示す矢印IIで示す方向から見た矢視図、図3は熱電変換装置100の主要部(熱電変換モジュール)200の構成を示す分解構成図、図4は熱電変換装置100の主要部200の構成を示す図1中の線IVにおける側面図である。
(First embodiment)
The thermoelectric conversion apparatus in 1st Embodiment of this invention is shown in FIGS. 1-5, and the structure is demonstrated using FIGS. 1-4 first. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of the thermoelectric conversion device 100, FIG. 2 is an arrow view seen from the direction indicated by arrow II shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a main part of the thermoelectric conversion device 100 (thermoelectric conversion module). FIG. 4 is a side view taken along line IV in FIG. 1 showing the configuration of the main part 200 of the thermoelectric conversion device 100.

本熱電変換装置100は、図1に示すように、熱電素子基板10、吸熱電極基板20(本発明の熱交換モジュールに対応)、放熱電極基板30(本発明の熱交換モジュールに対応)を有する熱電変換モジュール200が、一対のケース部材28、38からなるケースに収納されて構成されている。   As shown in FIG. 1, the thermoelectric conversion device 100 includes a thermoelectric element substrate 10, a heat absorbing electrode substrate 20 (corresponding to the heat exchange module of the present invention), and a heat dissipation electrode substrate 30 (corresponding to the heat exchange module of the present invention). The thermoelectric conversion module 200 is configured to be housed in a case composed of a pair of case members 28 and 38.

熱電素子基板10は、図1〜図4に示すように、保持板である第1絶縁基板11と、複数のP型、N型の熱電素子12、13からなる熱電素子群とを有して、これらにより一体に構成されている。具体的には、平板状の絶縁材料(例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、PPS樹脂、LCP樹脂もしくはPET樹脂など)からなる第1絶縁基板11に、ほぼ碁盤目状に複数の嵌合孔が形成されて、この嵌合孔にP型熱電素子12とN型熱電素子13とが交互に配列されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the thermoelectric element substrate 10 includes a first insulating substrate 11 that is a holding plate and a thermoelectric element group including a plurality of P-type and N-type thermoelectric elements 12 and 13. These are configured integrally. Specifically, a plurality of fitting holes are formed in a substantially grid pattern on the first insulating substrate 11 made of a flat insulating material (for example, glass epoxy, phenol resin, PPS resin, LCP resin, or PET resin). The P-type thermoelectric elements 12 and the N-type thermoelectric elements 13 are alternately arranged in the fitting holes.

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って、これらは、その上端面、下端面が第1絶縁基板11よりも突き出すように構成されている。本実施形態においては、1.5mm角ほどの大きさのP型熱電素子12、N型熱電素子13が120組ほど第1絶縁基板11に保持されている。   The P-type thermoelectric element 12 is composed of a P-type semiconductor made of a Bi-Te-based compound, and the N-type thermoelectric element 13 is a minimal part composed of an N-type semiconductor composed of a Bi-Te-based compound. The upper end surface and the lower end surface are configured to protrude from the first insulating substrate 11. In the present embodiment, about 120 pairs of P-type thermoelectric elements 12 and N-type thermoelectric elements 13 each having a size of about 1.5 mm square are held on the first insulating substrate 11.

つぎに、吸熱電極基板20は、図1、図3、および図4に示すように、複数個の吸熱電極部材22を平板状の絶縁材料(例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、PPS樹脂、LCP樹脂もしくはPET樹脂など)からなる保持板である第2絶縁基板21(本発明の保持板に対応)および第3絶縁基板23に一体構成しており、放熱電極基板30は、複数個の放熱電極部材32を平板状の絶縁材料(例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、PPS樹脂、LCP樹脂もしくはPET樹脂など)からなる保持板である第4絶縁基板31(本発明の保持板に対応)および第5絶縁基板33に一体構成している。   Next, as shown in FIG. 1, FIG. 3, and FIG. 4, the endothermic electrode substrate 20 includes a plurality of endothermic electrode members 22 made of a flat insulating material (for example, glass epoxy, phenol resin, PPS resin, LCP resin). Or a second insulating substrate 21 (corresponding to the holding plate of the present invention) and a third insulating substrate 23 which are holding plates made of PET resin or the like, and the heat dissipation electrode substrate 30 includes a plurality of heat dissipation electrode members. 32 is a fourth insulating substrate 31 (corresponding to the holding plate of the present invention) which is a holding plate made of a flat insulating material (for example, glass epoxy, phenol resin, PPS resin, LCP resin, or PET resin) and a fifth insulating material. It is integrated with the substrate 33.

具体的には、第2絶縁基板21、第4絶縁基板31に、ほぼ碁盤目状に複数の嵌合孔43(本発明の貫通孔に対応)が形成されて、この嵌合孔43に吸熱電極部材22、放熱電極部材32の根元部分が嵌合部45となって保持されている。また、第3絶縁基板23および第5絶縁基板33にも、ほぼ碁盤目状に複数の嵌合孔が形成されて、この嵌合孔に吸熱電極部材22、放熱電極部材32の先端部分が保持されている。これにより、隣り合う吸熱電極部材22および放熱電極部材32同士は、互いに電気的に絶縁するように、所定の隙間を設けてほぼ碁盤目状に配設されている。   Specifically, a plurality of fitting holes 43 (corresponding to the through-holes of the present invention) are formed in the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 in a substantially grid pattern, and the heat absorption in the fitting holes 43. The base portions of the electrode member 22 and the heat radiation electrode member 32 are held as fitting portions 45. The third insulating substrate 23 and the fifth insulating substrate 33 are also formed with a plurality of fitting holes in a substantially grid pattern, and the end portions of the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are held in the fitting holes. Has been. Thereby, the adjacent heat absorption electrode member 22 and the heat radiation electrode member 32 are arranged in a substantially grid pattern with a predetermined gap so as to be electrically insulated from each other.

第2絶縁基板21、第4絶縁基板31には、吸熱、放熱電極部材22、32の突出側である第1面21a、31aの外周部に堰部21c、31cが設けられている。この堰部21c、31cは、第2絶縁基板21、第4絶縁基板31の第1面21a、31aのほぼ全域を取り囲むように、第2絶縁基板21、第4絶縁基板31と一体に形成されている。本実施形態では、堰部21c、31cの高さは2〜3mmほどとしている。   The second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 are provided with weir portions 21c and 31c on the outer peripheral portions of the first surfaces 21a and 31a on the protruding side of the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32, respectively. The dam portions 21c and 31c are formed integrally with the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 so as to surround almost the entire area of the first surfaces 21a and 31a of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31. ing. In the present embodiment, the height of the dam portions 21c and 31c is about 2 to 3 mm.

吸熱電極部材22および放熱電極部材32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4に示すように、断面がほぼU字状となるように構成されている。U字状の底部は平面状の吸熱電極部25、放熱電極部35(本発明の電極部に対応)を形成しており、その電極部25、35から外方に延出された平面に吸熱部、放熱部であるルーバー26、36(本発明の熱交換素子および突出面に対応)を形成している。この吸熱、放熱電極部材22、32を形成する板材として、板厚が0.2〜0.3mmであるものを選択すると、加工性の向上が図れるため望ましい。   The heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are configured so as to have a substantially U-shaped cross section as shown in FIG. 4 using a thin plate material made of a conductive metal such as a copper material. The U-shaped bottom part forms a planar heat absorbing electrode part 25 and a heat radiating electrode part 35 (corresponding to the electrode part of the present invention), and heat is absorbed in a plane extending outward from the electrode parts 25, 35. And louvers 26 and 36 (corresponding to the heat exchange element of the present invention and the protruding surface) are formed. It is desirable to select a plate material having a plate thickness of 0.2 to 0.3 mm as a plate material for forming the endothermic and heat radiation electrode members 22 and 32, since the workability can be improved.

吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、その電極部25、35において熱電素子基板10の熱電素子12、13にはんだ接合されている。具体的には、図1、図3および図4に示すように、吸熱電極部材22は熱電素子12、13の上端面に接合されており、放熱電極部材32は熱電素子12、13の下端面に接合されている。   The heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are soldered to the thermoelectric elements 12 and 13 of the thermoelectric element substrate 10 at their electrode portions 25 and 35. Specifically, as shown in FIGS. 1, 3, and 4, the endothermic electrode member 22 is joined to the upper end surfaces of the thermoelectric elements 12, 13, and the radiating electrode member 32 is the lower end surface of the thermoelectric elements 12, 13. It is joined to.

電極部25、35は、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とN型熱電素子13との間を電気的に接続する電極である。具体的には、吸熱電極部25は、図1に示すように、隣接するN型熱電素子13からP型熱電素子12に向けて電流が流れるように熱電素子13、12間を接続しており、放熱電極部35は、隣接するP型熱電素子12からN型熱電素子13に向けて電流が流れるように熱電素子12、13間を接続している。これにより、全ての熱電素子12、13が直列に接続されて、直列回路50が形成されている。   The electrode portions 25 and 35 are electrodes that electrically connect adjacent P-type thermoelectric elements 12 and N-type thermoelectric elements 13 among the thermoelectric element groups arranged on the thermoelectric element substrate 10. Specifically, as shown in FIG. 1, the endothermic electrode portion 25 connects the thermoelectric elements 13 and 12 so that a current flows from the adjacent N-type thermoelectric element 13 toward the P-type thermoelectric element 12. The heat dissipation electrode part 35 connects the thermoelectric elements 12 and 13 so that a current flows from the adjacent P-type thermoelectric element 12 toward the N-type thermoelectric element 13. Thereby, all the thermoelectric elements 12 and 13 are connected in series, and the series circuit 50 is formed.

また、熱交換部であるルーバー26、36は、吸熱、放熱電極部25、35からの吸熱、放熱を伝えて、ルーバー26に接触する流体から吸熱、あるいはルーバー26に接触する流体へ放熱するためのフィンであり、電極部25、35から延出する平面に切り起こしなどの成形加工により形成されている。このように、本実施形態においては、熱交換部であるルーバー26、36と電極部25、35とは、共に吸熱、放熱電極部25、35の一部分として一体に形成されている。   Further, the louvers 26 and 36 as heat exchange parts transmit heat absorption, heat absorption from the heat radiation electrode parts 25 and 35 and heat radiation, and radiate heat from the fluid in contact with the louver 26 to heat absorption or fluid in contact with the louver 26. These fins are formed by molding such as cutting and raising in a plane extending from the electrode portions 25 and 35. As described above, in the present embodiment, the louvers 26 and 36 as the heat exchanging portions and the electrode portions 25 and 35 are integrally formed as a part of the heat absorbing and radiating electrode portions 25 and 35.

なお、吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、上記のように、その根元部分の嵌合部45が、第2、第4絶縁基板21、31に形成された嵌合孔43に保持されている。嵌合孔43は、図1、図3および図4に示すように、第2、第4絶縁基板21、31の第1面21a、31aから反対側の第2面21b、31bまで貫通するように形成されており、この貫通孔43に、吸熱、放熱電極部材22、32の嵌合部45が保持されて、ルーバー26、36が第1面21a、31aから突き出すと共に、吸熱、放熱電極部25、35が第2面21b、31bから熱電素子12、13側に僅かにはみ出すように構成されている。従って、熱交換部であるルーバー26、36が熱電素子12、13側にはみ出さないようになっている。   Note that the end portion of the endothermic electrode member 22 and the heat dissipating electrode member 32 are held in the fitting holes 43 formed in the second and fourth insulating substrates 21 and 31 as described above. Yes. As shown in FIGS. 1, 3, and 4, the fitting hole 43 penetrates from the first surfaces 21a, 31a of the second and fourth insulating substrates 21, 31 to the second surfaces 21b, 31b on the opposite side. The fitting portion 45 of the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 is held in the through-hole 43, and the louvers 26 and 36 protrude from the first surfaces 21a and 31a, and the heat absorbing and radiating electrode portions 25 and 35 are configured to slightly protrude from the second surfaces 21b and 31b to the thermoelectric elements 12 and 13 side. Therefore, the louvers 26 and 36 which are heat exchange portions are prevented from protruding to the thermoelectric elements 12 and 13 side.

また、吸熱電極部材22および放熱電極部材32の先端部は、上記のように、第3絶縁基板23もしくは第5絶縁基板33に保持されて、その先端が第3絶縁基板23の上面あるいは第5絶縁基板33の下面から僅かに突き出すように構成されている。   Further, the tip portions of the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are held by the third insulating substrate 23 or the fifth insulating substrate 33 as described above, and the tips thereof are the upper surface of the third insulating substrate 23 or the fifth insulating substrate 23. It is configured to protrude slightly from the lower surface of the insulating substrate 33.

熱電素子12、13が電極部25、35によって接続されて形成される直列回路50において、その末端に配設される熱電素子12、13(図1および図3中における左右端の熱電素子12a、13a)には、それぞれ接続端子24a、24bが設けられ、この接続端子24a、24bには、図示しない直流電源の正側端子と負側端子とがそれぞれ接続されるようになっている。   In the series circuit 50 formed by connecting the thermoelectric elements 12 and 13 by the electrode portions 25 and 35, the thermoelectric elements 12 and 13 disposed at the ends thereof (the left and right thermoelectric elements 12a and 12a in FIG. 1 and FIG. 3). 13a) are provided with connection terminals 24a and 24b, respectively, and a positive side terminal and a negative side terminal of a DC power source (not shown) are connected to the connection terminals 24a and 24b, respectively.

以上のように構成された熱電変換モジュール200において、上記のように接続端子24aに電圧を印加すると、直流電流がP型熱電素子12aから放熱電極部35を介して隣接するN型熱電素子13に流れ、さらに、このN型熱電素子13から吸熱電極部25を介してP型熱電素子12に流れるというようにして、両端の熱電素子12a、13aの間の直列回路50に直流電流が流れる。   In the thermoelectric conversion module 200 configured as described above, when a voltage is applied to the connection terminal 24a as described above, a direct current is applied from the P-type thermoelectric element 12a to the adjacent N-type thermoelectric element 13 via the heat radiation electrode portion 35. In addition, a direct current flows through the series circuit 50 between the thermoelectric elements 12a and 13a at both ends, such as flowing from the N-type thermoelectric element 13 to the P-type thermoelectric element 12 through the heat absorbing electrode portion 25.

このときに、PN接合部に配設された放熱電極部35は、ペルチェ効果によって高温の状態となり、NP接合部に配設された吸熱電極部25は低温の状態となる。そして、放熱電極部35からの熱は放熱電極部材32のルーバー36に伝わり、ルーバー36に接触される冷却流体に対して放熱される。また、吸熱電極部25からの吸熱は吸熱電極部材22のルーバー26に伝わり、ルーバー26に接触される被冷却流体から吸熱される。   At this time, the heat radiation electrode portion 35 disposed in the PN junction portion is in a high temperature state due to the Peltier effect, and the heat absorption electrode portion 25 disposed in the NP junction portion is in a low temperature state. The heat from the heat radiating electrode portion 35 is transmitted to the louver 36 of the heat radiating electrode member 32 and is radiated to the cooling fluid in contact with the louver 36. Further, the endothermic heat from the endothermic electrode portion 25 is transmitted to the louver 26 of the endothermic electrode member 22 and is absorbed from the fluid to be cooled that is in contact with the louver 26.

従って、図1に示すように、熱電素子基板10を区画壁として、ケース部材28、38により、熱電素子基板10の両側の吸熱電極部材22側と放熱電極部材32側とに送風通路をそれぞれ形成して、その送風通路に空気を流通することで、ルーバー26,36と空気との間で熱交換され、これにより、吸熱電極部材22側通路を流通する空気が冷却され、放熱側電極部材32側通路を流通する空気が加熱される。   Therefore, as shown in FIG. 1, the thermoelectric element substrate 10 is used as a partition wall, and the air passages are formed on the heat absorption electrode member 22 side and the heat radiation electrode member 32 side on both sides of the thermoelectric element substrate 10 by the case members 28 and 38, respectively. Then, heat is exchanged between the louvers 26, 36 and the air by circulating the air through the air passage, whereby the air flowing through the endothermic electrode member 22 side passage is cooled, and the heat dissipation side electrode member 32. The air flowing through the side passage is heated.

このとき、本熱電変換装置100においては、上記のように熱交換部であるルーバー26、36が、直列回路50の吸熱部位、放熱部位である電極部25、35と絶縁されることなく繋がっていることにより、高い熱交換効率を得ることができる。しかし、ルーバー26、36と熱電素子12、13側との間に絶縁基板などが配設されていないため、結露などにより吸熱側のルーバー26に付着した水滴や、ルーバー26、36を流通する空気に含まれる水分などが、第2、第4絶縁基板21、31の嵌合孔43と吸熱、放熱電極部材22、32の嵌合部45との間の隙間から、熱電素子12、13側に浸入することがある。   At this time, in the thermoelectric conversion device 100, the louvers 26 and 36 that are heat exchange parts are connected without being insulated from the heat absorption parts and the electrode parts 25 and 35 that are heat radiation parts of the series circuit 50 as described above. Therefore, high heat exchange efficiency can be obtained. However, since an insulating substrate or the like is not disposed between the louvers 26 and 36 and the thermoelectric elements 12 and 13 side, water droplets adhering to the heat-absorbing side louver 26 due to condensation or air flowing through the louvers 26 and 36. The moisture contained in the thermoelectric elements 12 and 13 from the gaps between the fitting holes 43 of the second and fourth insulating substrates 21 and 31 and the heat absorption and fitting portions 45 of the heat radiation electrode members 22 and 32. May penetrate.

そこで、本熱電変換装置100では、このような熱電素子12、13側への水滴の浸入を防止するため、第2、第4絶縁基板21、31の第1面21a、31a上に第1シール層27、第2シール層37(本発明のシール層に対応)をそれぞれ設けている。第1シール層27、第2シール層37は、図1、図3および図4に示すように、第2、第4絶縁基板21、31の堰部21c、31cの内側領域に、つまり、第1面21a、31aのほぼ全域に形成されており、図4に示すように、吸熱電極部材22および放熱電極部材32の嵌合部45の内側(電極部25、35の背面側)にまで渡って形成されている。本実施形態では、第1、第2シール層27、37はエポキシ樹脂系のシール剤により形成されており、堰部21c、31cの高さとほぼ同じ2〜3mmほどの厚さの層となっている。   Therefore, in the present thermoelectric conversion device 100, in order to prevent such water droplets from entering the thermoelectric elements 12 and 13, the first seal is formed on the first surfaces 21a and 31a of the second and fourth insulating substrates 21 and 31. A layer 27 and a second seal layer 37 (corresponding to the seal layer of the present invention) are provided. As shown in FIGS. 1, 3 and 4, the first seal layer 27 and the second seal layer 37 are formed in the inner regions of the weir portions 21 c and 31 c of the second and fourth insulating substrates 21 and 31, that is, It is formed over almost the entire area of one surface 21a, 31a and extends to the inside of the fitting portion 45 of the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 (the back side of the electrode portions 25, 35) as shown in FIG. Is formed. In the present embodiment, the first and second seal layers 27 and 37 are formed of an epoxy resin-based sealant, and have a thickness of about 2 to 3 mm, which is substantially the same as the height of the dam portions 21c and 31c. Yes.

つぎに、以上の構成による熱電変換装置100の製造方法について、図1、および図3〜図5に基づいて説明する。本製造方法は、熱電素子モジュール構成工程、熱交換モジュール構成工程、シール層形成工程、熱電変換モジュール構成工程とを備えており、図5は熱交換モジュール構成工程に関連する構成部分(図4に円Vで示す部分)の詳細を示しており、図3は熱電変換モジュール構成工程の概要を示している。   Next, a method for manufacturing the thermoelectric conversion device 100 having the above configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 3 to 5. This manufacturing method includes a thermoelectric element module configuration step, a heat exchange module configuration step, a seal layer formation step, and a thermoelectric conversion module configuration step. FIG. 5 shows components related to the heat exchange module configuration step (see FIG. 4). FIG. 3 shows an outline of the thermoelectric conversion module configuration process.

熱電素子モジュール構成工程においては、まず、第1絶縁基板11にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔にP型熱電素子12とN型熱電素子13とを交互に配列して接着剤で固定し、これにより熱電素子モジュールである熱電素子基板10を構成する。このとき、第1絶縁基板11への熱電素子12、13の組み付けは、例えば、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装置を用いて行うことができる。   In the thermoelectric element module configuration step, first, P-type thermoelectric elements 12 and N-type thermoelectric elements 13 are alternately arranged in a plurality of fitting holes formed in a substantially grid pattern in the first insulating substrate 11 to form an adhesive. Thus, the thermoelectric element substrate 10 which is a thermoelectric element module is configured. At this time, the assembly of the thermoelectric elements 12 and 13 to the first insulating substrate 11 can be performed using, for example, a mounter device which is a manufacturing device for assembling a semiconductor, an electronic component, or the like to the control substrate.

熱交換モジュール構成工程においては、熱交換モジュールである吸熱電極基板20および放熱電極基板30を構成する。具体的には、図5に示すように、第2絶縁基板21にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔43に吸熱電極部材22の嵌合部45を嵌合させ、さらに吸熱電極部材22の先端部を第3絶縁基板23に形成された嵌合孔に嵌合させて、吸熱電極基板20を構成する。   In the heat exchange module configuration step, the heat absorption electrode substrate 20 and the heat dissipation electrode substrate 30 which are heat exchange modules are configured. Specifically, as shown in FIG. 5, fitting portions 45 of the endothermic electrode member 22 are fitted into a plurality of fitting holes 43 formed in a substantially grid pattern in the second insulating substrate 21, and further, the endothermic electrode. The end portion of the member 22 is fitted into a fitting hole formed in the third insulating substrate 23 to constitute the endothermic electrode substrate 20.

同様に、第4絶縁基板31にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔43に放熱電極部材32の嵌合部45を嵌合させ、さらに放熱電極部材32の先端部を第5絶縁基板33に形成された嵌合孔に嵌合させて、放熱電極基板30を構成する。なお、図5においては、第2絶縁基板21、第3絶縁基板23と吸熱電極部材22との嵌合部分のみを示したが、第4絶縁基板31、第5絶縁基板33と放熱電極部材32との嵌合部分も同様の構成となっている。   Similarly, the fitting portions 45 of the heat radiation electrode member 32 are fitted into a plurality of fitting holes 43 formed in a substantially grid pattern on the fourth insulating substrate 31, and the tip portion of the heat radiation electrode member 32 is fifth insulated. The heat dissipation electrode substrate 30 is configured by being fitted into a fitting hole formed in the substrate 33. In FIG. 5, only the fitting portion between the second insulating substrate 21 and the third insulating substrate 23 and the heat absorbing electrode member 22 is shown, but the fourth insulating substrate 31, the fifth insulating substrate 33 and the heat dissipation electrode member 32 are shown. The fitting part has the same configuration.

図5に示すように、吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、その吸熱電極部25、放熱電極部35が、第2、第4絶縁基板21、31の第2面21b、31bから僅かにはみ出すように構成される。また、吸熱電極部材22および放熱電極部材32の先端部は、第3絶縁基板23の上面あるいは第5絶縁基板33の下面から僅かにはみ出すように構成される。   As shown in FIG. 5, the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 have the heat absorbing electrode part 25 and the heat radiating electrode part 35 slightly from the second surfaces 21 b and 31 b of the second and fourth insulating substrates 21 and 31. Configured to protrude. The tip portions of the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are configured to protrude slightly from the upper surface of the third insulating substrate 23 or the lower surface of the fifth insulating substrate 33.

なお、第2絶縁基板21および第4絶縁基板31には、図2、図3および図4に示すような上記堰部21c、31cが、前もって第1面21a、31aの外周部に形成されている。堰部21c、31cは、第2、第4絶縁基板21、31に一体成形することにより形成されるが、あるいは、板材などを接着剤によって貼り付けることにより堰部21c、31cを形成することも可能である。   The second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 have the dam portions 21c and 31c as shown in FIGS. 2, 3 and 4 formed on the outer peripheral portions of the first surfaces 21a and 31a in advance. Yes. The dam portions 21c and 31c are formed by integrally forming the second and fourth insulating substrates 21 and 31, or the dam portions 21c and 31c may be formed by attaching a plate material or the like with an adhesive. Is possible.

一方、吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、例えば、平板状の金属板をプレス加工などによりほぼU字状に形成して、その底部に平面状からなる吸熱電極部25もしくは放熱電極部35を形成し、さらに、その電極部25、35から外方に延出された平面をルーバー状に成形加工することにより、前もって構成される。   On the other hand, the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are formed, for example, by forming a flat metal plate into a substantially U shape by pressing or the like, and forming a flat heat absorbing electrode portion 25 or a heat radiating electrode portion 35 at the bottom. And a plane extending outwardly from the electrode portions 25 and 35 is formed into a louver shape in advance.

つぎに、シール層形成工程において、上記熱交換モジュール構成工程で構成された吸熱電極基板20、放熱電極基板30に対して、その第2絶縁基板21、第4絶縁基板31の第1面21a、31aに、図1、図3および図4に示すような、第1、第2シール層27、37を形成する。具体的には、エポキシ樹脂系のシール剤をディスペンサにより第2絶縁基板21、第4絶縁基板31の第1面21a、31a上に注入し、高温槽に入れてシール剤を硬化させることにより、シール層27、37を形成する。本実施形態においては、上記のように、厚さ2〜3mmほどのシール層27、37が形成される。   Next, in the sealing layer forming step, the second insulating substrate 21 and the first surface 21a of the fourth insulating substrate 31 with respect to the heat absorbing electrode substrate 20 and the heat radiating electrode substrate 30 configured in the heat exchange module configuration step, First and second sealing layers 27 and 37 as shown in FIGS. 1, 3 and 4 are formed on 31a. Specifically, by injecting an epoxy resin-based sealant onto the first surfaces 21a and 31a of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 by a dispenser, and putting the sealant in a high temperature bath, Seal layers 27 and 37 are formed. In the present embodiment, as described above, the seal layers 27 and 37 having a thickness of about 2 to 3 mm are formed.

なお、本実施形態おいては、上記のようにエポキシ樹脂系のシール剤を用いて第1、第2シール層27、37を形成したが、これに限らず、例えばシリコン樹脂系のシール剤を用いることもできる。但し、本実施形態おいては、第1、第2シール層27、37の形成後に、熱電変換モジュール構成工程において、吸熱電極基板20および放熱電極基板30と熱電素子基板10との間のはんだ付けが行われるため、硬化後において、このはんだ付けの際の温度に耐えることができるようなシール剤を選択する。また、望ましくは、熱応力の発生を防止できるように、硬化後の硬度の低い可撓性樹脂材料を選択するとよい。   In the present embodiment, the first and second seal layers 27 and 37 are formed using the epoxy resin-based sealant as described above. However, the present invention is not limited to this. For example, a silicon resin-based sealant is used. It can also be used. However, in the present embodiment, after the first and second seal layers 27 and 37 are formed, soldering between the endothermic electrode substrate 20 and the heat dissipation electrode substrate 30 and the thermoelectric element substrate 10 is performed in the thermoelectric conversion module configuration process. Therefore, a sealant that can withstand the temperature during soldering after curing is selected. Desirably, a flexible resin material having a low hardness after curing may be selected so that generation of thermal stress can be prevented.

また、本実施形態においては、第2、第4絶縁基板21、31の第1面21a、31aに堰部21c、31cが設けられていることにより、シール層27、37の形成の際に第1面21a、31a上に注入したシール剤が、シール層27、37の形成領域外に流れ出すのをこの堰部21c、31cによって防止することができるので、比較的粘度の低いシール剤を用いてシール層27、37を形成することが可能であり、また、均一な所定の厚さのシール層27、37を形成することが可能である。   In the present embodiment, the weir portions 21c and 31c are provided on the first surfaces 21a and 31a of the second and fourth insulating substrates 21 and 31, so that the first and second sealing layers 27 and 37 are formed. Since the weirs 21c and 31c can prevent the sealing agent injected onto the first surfaces 21a and 31a from flowing out of the formation region of the sealing layers 27 and 37, the sealing agent having a relatively low viscosity is used. The seal layers 27 and 37 can be formed, and the seal layers 27 and 37 having a uniform predetermined thickness can be formed.

つぎに、熱電変換モジュール構成工程において、図3に示すように、吸熱電極基板20と放熱電極基板30との間に熱電素子基板10を挟んで組み合わせることにより、熱電変換モジュール200を構成する。具体的には、吸熱電極部材22、放熱電極部材32の電極部25、35を、その接合部において、熱電素子12、13の上端面もしくは下端面にはんだ付けにより接合することにより、吸熱電極部材22および放熱電極部材32と熱電素子12、13の間を接合する。このとき、予め熱電素子12、13の上端面もしくは下端面にペーストハンダなどをスクリーン印刷で薄く均一に塗っておいて、電極部25、35をはんだ付けで接合する。   Next, in the thermoelectric conversion module configuration process, as shown in FIG. 3, the thermoelectric conversion module 200 is configured by sandwiching and combining the thermoelectric element substrate 10 between the heat absorbing electrode substrate 20 and the heat dissipation electrode substrate 30. Specifically, the heat absorbing electrode member 22 and the electrode portions 25 and 35 of the heat radiating electrode member 32 are joined to the upper end surface or lower end surface of the thermoelectric elements 12 and 13 by soldering at the joint portions, thereby obtaining the heat absorbing electrode member. 22 and the radiation electrode member 32 and the thermoelectric elements 12 and 13 are joined. At this time, paste solder or the like is thinly and uniformly applied to the upper or lower end surfaces of the thermoelectric elements 12 and 13 in advance by screen printing, and the electrode portions 25 and 35 are joined by soldering.

さらに、図1および図4に示すように、第2絶縁基板21、第4絶縁基板31の外周部における熱電素子基板10との間の隙間17にもシール剤を塗布して、これと上記シール層形成工程で形成した第1、第2シール層27、37とにより、熱電素子基板10側への水滴などの浸入を防止するためのシールを完成させる。   Further, as shown in FIGS. 1 and 4, a sealant is applied also to the gap 17 between the outer peripheral portion of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 and the thermoelectric element substrate 10, and this and the above seal By the first and second seal layers 27 and 37 formed in the layer forming step, a seal for preventing intrusion of water droplets or the like on the thermoelectric element substrate 10 side is completed.

最後に、熱電変換モジュール200の上方側、下方側にそれぞれケース部材28、38を組み付けて、空気が流通する吸熱熱交換部、放熱熱交換部を形成する。このとき、吸熱、放熱電極部材22、32の先端部(第3、第5絶縁基板23、33)とケース部材28、38との間の隙間には、図示しないパッキンが充填されて、これによりケース28、38内で熱電変換部モジュール200の位置が固定されている。   Finally, the case members 28 and 38 are assembled on the upper side and the lower side of the thermoelectric conversion module 200, respectively, to form an endothermic heat exchange part and a radiant heat exchange part through which air flows. At this time, the gap between the end portions of the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 (third and fifth insulating substrates 23 and 33) and the case members 28 and 38 is filled with a packing (not shown). The position of the thermoelectric converter module 200 is fixed in the cases 28 and 38.

以上のように、本実施形態では、第2、第4絶縁基板21、31の第1面21a、31aの外周部に堰部21c、31cを設けていることにより、第1面21a、31a上にシール層27、37を形成する際に、堰部21c、31cによってシール剤がシール層27、37形成領域を越えて流れ出すのを防止できるため、低粘度のシール剤を用いることが可能となる。これにより、第2、第4絶縁基板21、31の嵌合孔43と吸熱、放熱電極部材22、32の嵌合部45との噛み合い部分の複雑な形状に沿って、その隙間を埋めるような気密性に優れたシール層27、37を簡単に形成することが可能となる。   As described above, in the present embodiment, the weir portions 21c and 31c are provided on the outer peripheral portions of the first surfaces 21a and 31a of the second and fourth insulating substrates 21 and 31, so that the first surfaces 21a and 31a When the sealing layers 27 and 37 are formed, the weir portions 21c and 31c can prevent the sealing agent from flowing out beyond the region where the sealing layers 27 and 37 are formed, so that a low-viscosity sealing agent can be used. . Thereby, the gap is filled along the complicated shape of the meshing portion between the fitting hole 43 of the second and fourth insulating substrates 21 and 31 and the heat absorbing and fitting portion 45 of the heat radiation electrode members 22 and 32. It becomes possible to easily form the sealing layers 27 and 37 having excellent airtightness.

また、このようなシール層27、37を形成することで、吸熱側において結露によりルーバー26に付着した水滴や、ルーバー26、36に流通する空気に含まれる水蒸気、薬品、ダスト、異物などが、嵌合孔43と嵌合部45との間の隙間を通って熱電素子12、13側に浸入することを確実に防止することができ、これにより、熱電素子12、13および電極部25、35における腐食や損傷、短絡およびマイグレーションの発生を防止することができる。また、保持板(21、31)の第1面(21a、31a)側で熱交換素子(26、36)などのイオン化によって発生するマイグレーション、およびそれに起因する短絡の発生も防止することができる。   Further, by forming such seal layers 27 and 37, water droplets adhering to the louver 26 due to condensation on the heat absorption side, water vapor, chemicals, dust, foreign matters, etc. contained in the air flowing through the louvers 26 and 36, It is possible to reliably prevent the thermoelectric elements 12 and 13 from entering through the gap between the fitting hole 43 and the fitting portion 45, and thereby the thermoelectric elements 12 and 13 and the electrode portions 25 and 35. Corrosion and damage, short circuit and migration can be prevented. In addition, it is possible to prevent the occurrence of migration caused by ionization of the heat exchange elements (26, 36) on the first surface (21a, 31a) side of the holding plates (21, 31) and the occurrence of a short circuit due to the migration.

本実施形態におけるように、シール層27、37の形成を、熱電素子基板10と接合される前の熱交換モジュールである吸熱電極基板20、放熱電極基板30に対して行うようにすると、熱交換モジュール20、30が熱電素子基板10と接合されていないことによって、形成したシール層27、37の気密性などの検査を容易に行うことができる。   As in the present embodiment, when the sealing layers 27 and 37 are formed on the heat-absorbing electrode substrate 20 and the heat-dissipating electrode substrate 30 which are heat-exchange modules before being bonded to the thermoelectric element substrate 10, heat exchange is performed. Since the modules 20 and 30 are not joined to the thermoelectric element substrate 10, it is possible to easily inspect the airtightness and the like of the formed seal layers 27 and 37.

なお、本実施形態においては、第2絶縁基板21および第4絶縁基板31の第1面21a、31aにおいて、堰部21c、31cをその外周部に設けたが、これに限らず、第2、第4絶縁基板21、31における嵌合孔45の形成領域が堰部21cの内部領域として含まれるようであればよく、例えば第2、第4絶縁基板21、31の第1面21a、31a全体をいくつかの領域に分けて、これらをそれぞれ囲むような堰部21cを設けるなどしてもよい。   In the present embodiment, the weir portions 21c and 31c are provided on the outer peripheral portions of the first surfaces 21a and 31a of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31, but the present invention is not limited thereto. It is only necessary that the formation region of the fitting hole 45 in the fourth insulating substrates 21 and 31 is included as an internal region of the dam portion 21c. For example, the entire first surfaces 21a and 31a of the second and fourth insulating substrates 21 and 31 are included. May be divided into several regions, and a dam portion 21c surrounding each of them may be provided.

(第2実施形態)
本発明の第2実施形態を図6〜図8に示す。本実施形態おいては、上記第1実施形態に対して、吸熱電極部材22、放熱電極部材32の嵌合部45の形状を変更している。図6は、本実施形態における吸熱、放熱電極部材22、32と、第2、第4絶縁基板21、31との嵌合部分を示す正面図であり、図7は同様の嵌合部分を示す側面図である。また、図8は、成形加工する前の吸熱、放熱電極部材22、32の状態を示す展開図である。
(Second Embodiment)
A second embodiment of the present invention is shown in FIGS. In the present embodiment, the shapes of the fitting portions 45 of the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are changed with respect to the first embodiment. FIG. 6 is a front view showing a fitting portion between the heat absorption and radiation electrode members 22 and 32 and the second and fourth insulating substrates 21 and 31 in this embodiment, and FIG. 7 shows a similar fitting portion. It is a side view. FIG. 8 is a developed view showing the state of heat absorption and heat radiation electrode members 22 and 32 before molding.

図6〜図8に示すように、吸熱、放熱電極部材22、32は、その嵌合部45に側板部22b、32b(本発明の側面部に対応)を有しており、これは、ルーバー26、36が形成されている平面の根元部分22a、32a(本発明の側面部に対応)および電極部25、35(本発明の平面部に対応)と共に、バスタブ形状の嵌合部45を形成している。このような形状の嵌合部45により、吸熱、放熱電極部材22、32は、嵌合孔43内において、嵌合孔43の縁面とほぼ全周にわたって嵌合している。   As shown in FIGS. 6 to 8, the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 have side plate portions 22 b and 32 b (corresponding to the side surface portion of the present invention) in the fitting portion 45, which is a louver. Together with the flat base portions 22a and 32a (corresponding to the side surface portion of the present invention) and the electrode portions 25 and 35 (corresponding to the flat surface portion of the present invention) on which 26 and 36 are formed, a bathtub-shaped fitting portion 45 is formed. is doing. Due to the fitting portion 45 having such a shape, the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 are fitted to the edge surface of the fitting hole 43 over the entire circumference in the fitting hole 43.

吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、例えば、つぎのようにして構成される。図8に示すような、側板部22b、32bを形成するための張り出し部を設けた平板状の金属板に対して、ルーバー26、36と電極部25、35とを構成する長方形部分をプレス加工などによりほぼU字状に形成すると共に、張り出し部を折り曲げて側板部22b、32bを形成する。さらに、電極部25、35から外方に延出された平面をルーバー状に成形加工して、図6および図7に示すような吸熱、放熱電極部材22、32を完成する。   The heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are configured as follows, for example. As shown in FIG. 8, the rectangular portions constituting the louvers 26 and 36 and the electrode portions 25 and 35 are pressed against a flat metal plate provided with a protruding portion for forming the side plate portions 22 b and 32 b. The side plate portions 22b and 32b are formed by bending the projecting portion. Further, the flat surfaces extending outward from the electrode portions 25 and 35 are formed into a louver shape to complete the heat absorption and heat radiation electrode members 22 and 32 as shown in FIGS.

この吸熱、放熱電極部材22、32は、上記第1実施形態と同様の熱交換モジュール構成工程において、その嵌合部45が第2絶縁基板21もしくは第4絶縁基板31の嵌合穴43に嵌合され、さらに先端部が第3絶縁基板23もしくは第5絶縁基板33の嵌合孔に嵌合されて、これにより、熱交換モジュールである吸熱電極基板20、放熱電極基板30が構成される。   The heat absorption and heat radiation electrode members 22 and 32 are fitted in the fitting holes 43 of the second insulating substrate 21 or the fourth insulating substrate 31 in the fitting portion 45 in the same heat exchange module configuration process as in the first embodiment. Further, the tip portion is fitted into the fitting hole of the third insulating substrate 23 or the fifth insulating substrate 33, thereby forming the heat absorbing electrode substrate 20 and the heat radiating electrode substrate 30 which are heat exchange modules.

なお、本実施形態の熱電変換装置におけるその他の構成、およびその製造方法における上記以外の工程については、上記第1実施形態と同様である。   In addition, about the other structure in the thermoelectric conversion apparatus of this embodiment, and the process of that excepting the above in the manufacturing method, it is the same as that of the said 1st Embodiment.

以上のように、吸熱電極部材22および放熱電極部材32が、第2絶縁基板21もしくは第4絶縁基板31の嵌合孔43と嵌合するための嵌合部として、バスタブ形状の嵌合部45を備えることにより、嵌合孔43と嵌合部45との間の隙間が小さくなって、シール層27、37を形成する際に、シール剤が嵌合孔43と嵌合部43との間の隙間から熱電素子12、13側に洩れにくくなる。これにより、低粘度のシール剤を用いてのシール層27、37の形成がさらに容易となる。   As described above, the bathtub-shaped fitting portion 45 is used as a fitting portion for fitting the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiation electrode member 32 with the fitting hole 43 of the second insulating substrate 21 or the fourth insulating substrate 31. The gap between the fitting hole 43 and the fitting portion 45 is reduced, and the sealing agent is formed between the fitting hole 43 and the fitting portion 43 when the seal layers 27 and 37 are formed. It is difficult to leak from the gap to the thermoelectric elements 12 and 13 side. Thereby, formation of the sealing layers 27 and 37 using a low-viscosity sealing agent is further facilitated.

なお、本実施形態においては、第2、第4絶縁基板21、31に形成された矩形の嵌合孔43に対して、吸熱、放熱電極部材22、32は、矩形の電極部25、35とその周囲から突出するルーバー26、36の根元部分22a、32aおよび側板部22b、32bとによって構成されるバスタブ形状の嵌合部45を有していたが、これに限らず、例えば、長円形の嵌合孔に対して、吸熱、放熱電極部材22、32が、長円形の電極部25、35とその周囲から突出して嵌合孔の縁面と全周に渡って嵌合するような側面部とからなる嵌合部を備えるような構成であってもよい。   In the present embodiment, the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 are connected to the rectangular electrode portions 25 and 35 with respect to the rectangular fitting holes 43 formed in the second and fourth insulating substrates 21 and 31. Although it has a bathtub-shaped fitting portion 45 constituted by the base portions 22a and 32a and the side plate portions 22b and 32b of the louvers 26 and 36 protruding from the periphery thereof, not limited to this, for example, an oval shape Side portions where the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 protrude from the periphery of the oval electrode portions 25 and 35 and fit around the entire circumference of the fitting hole with respect to the fitting hole. The structure which comprises the fitting part which consists of may be sufficient.

(第3実施形態)
本発明の第3実施形態を図9に示す。図9は、本実施形態における吸熱、放熱電極部材22、32と、第2、第4絶縁基板21、31との嵌合部分を示している。ここに示すように、本実施形態では、上記第1実施形態に対して、第2絶縁基板21および第4絶縁基板31の第2面21b、31b側に、吸熱電極部材22および放熱電極部材32の嵌合部45と嵌合孔43との間の隙間を埋めるようなシール部67を追加して設けている。
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention is shown in FIG. FIG. 9 shows a fitting portion between the heat absorption and radiation electrode members 22 and 32 and the second and fourth insulating substrates 21 and 31 in the present embodiment. As shown here, in the present embodiment, the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 are provided on the second surfaces 21b and 31b side of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31 with respect to the first embodiment. Further, a seal portion 67 is provided so as to fill a gap between the fitting portion 45 and the fitting hole 43.

このシール部67は、上記第1実施形態と同様の熱交換モジュール構成工程において、熱交換モジュールである吸熱電極基板20、放熱電極基板30を構成した後に、これらの第2絶縁基板21および第4絶縁基板31の第2面21b、31bに形成される。具体的には、例えば、比較的高粘度のエポキシ樹脂系のシール剤を、ディスペンサなどにより嵌合部45と嵌合孔43との間の隙間に塗布することにより形成される。   In the heat exchange module configuration step similar to that of the first embodiment, the seal portion 67 is configured after the heat absorption electrode substrate 20 and the heat dissipation electrode substrate 30 that are heat exchange modules are formed, and then the second insulating substrate 21 and the fourth It is formed on the second surfaces 21 b and 31 b of the insulating substrate 31. Specifically, for example, it is formed by applying a relatively high-viscosity epoxy resin-based sealing agent to the gap between the fitting portion 45 and the fitting hole 43 by a dispenser or the like.

本実施形態の熱電変換装置におけるその他の構成、およびその製造方法における上記以外の工程については、上記第1実施形態と同様である。   Other configurations in the thermoelectric conversion device of the present embodiment and steps other than the above in the manufacturing method thereof are the same as those in the first embodiment.

以上のように、吸熱電極基板20、放熱電極基板30を構成したときに、これらの第2、第4絶縁基板21、31の第2面21b、31b側に、吸熱、放熱電極部材22、32の嵌合部45と嵌合孔43との間の隙間を埋めるようなシール部67を形成しておくと、後のシール層形成工程においてシール層27、37を形成する際に、嵌合部45と嵌合孔43との隙間からシール剤が洩れ出すことを防止できる。これにより、低粘度のシール剤を用いてのシール層27、37の形成がさらに容易となる。   As described above, when the heat-absorbing electrode substrate 20 and the heat-dissipating electrode substrate 30 are configured, the heat-absorbing and heat-dissipating electrode members 22 and 32 are formed on the second surfaces 21b and 31b of the second and fourth insulating substrates 21 and 31. If the seal portion 67 is formed so as to fill the gap between the fitting portion 45 and the fitting hole 43, the fitting portion is formed when the seal layers 27 and 37 are formed in the subsequent seal layer forming step. It is possible to prevent the sealing agent from leaking through the gap between 45 and the fitting hole 43. Thereby, formation of the sealing layers 27 and 37 using a low-viscosity sealing agent is further facilitated.

なお、本実施形態においては、上記第1実施形態と同様の形状の吸熱電極部材22および放熱電極部材32を用いたが、上記第2実施形態におけるような側板部22b、32bを備えた吸熱、放熱電極部材22、32を用いてもよい。   In the present embodiment, the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32 having the same shapes as those in the first embodiment are used. However, the heat absorption provided with the side plate portions 22b and 32b in the second embodiment, The radiating electrode members 22 and 32 may be used.

(その他の実施形態)
上記各実施形態においては、シール層形成工程の後に熱電変換モジュール構成工程を行った、つまり、熱電素子基板10と接合する前の熱交換モジュールである吸熱電極基板20および放熱電極基板30に対して、その第2絶縁基板21および第4絶縁基板31の第1面21a、31aに第1、第2シール層27、37を形成したが、これに限らず、吸熱電極基板20および放熱電極基板30を熱電素子基板10に接合させて熱電変換モジュール200を構成した後に、その第2絶縁基板21および第4絶縁基板31の第1面21a、31aに第1、第2シール層27、37を形成してもよい。
(Other embodiments)
In each of the above embodiments, the thermoelectric conversion module configuration step is performed after the seal layer forming step, that is, for the heat absorbing electrode substrate 20 and the heat radiating electrode substrate 30 which are heat exchange modules before being joined to the thermoelectric element substrate 10. The first and second sealing layers 27 and 37 are formed on the first surfaces 21a and 31a of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31, but the present invention is not limited thereto, and the heat absorbing electrode substrate 20 and the heat radiating electrode substrate 30 are not limited thereto. Are bonded to the thermoelectric element substrate 10 to form the thermoelectric conversion module 200, and then the first and second seal layers 27 and 37 are formed on the first surfaces 21a and 31a of the second insulating substrate 21 and the fourth insulating substrate 31, respectively. May be.

この製造方法によると、第1、第2シール層27、37の形成後に、はんだ付けなど耐熱性を要求される工程がないため、第1、第2シール層27、37を形成する際に、硬化後の耐熱性が比較的低いシール剤などを用いることも可能となる。   According to this manufacturing method, there is no step requiring heat resistance such as soldering after the formation of the first and second seal layers 27 and 37. Therefore, when forming the first and second seal layers 27 and 37, It is also possible to use a sealant having a relatively low heat resistance after curing.

上記各実施形態においては、吸熱電極部材22および放熱電極部材32の電極部25、35により直接、P型熱電素子12とN型熱電素子13との間を接続する構成であったが、これに代えて、図10に示すように、吸熱、放熱電極部材22、32とは別体の電極部材16(本発明の電極部に対応)を設けて、これにより隣接するP型熱電素子12とN型熱電素子13との間を接続する構成であってもよい。   In each of the above embodiments, the P-type thermoelectric element 12 and the N-type thermoelectric element 13 are directly connected by the electrode portions 25 and 35 of the heat absorbing electrode member 22 and the heat dissipation electrode member 32. Instead, as shown in FIG. 10, an electrode member 16 (corresponding to the electrode portion of the present invention) separate from the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 is provided, whereby the adjacent P-type thermoelectric element 12 and N The structure which connects between the type | mold thermoelectric elements 13 may be sufficient.

この場合、この電極部材16に、吸熱、放熱電極部材22、32の電極部25、35が接合される。具体的には、上記第1実施形態と同様の熱電素子モジュール構成工程において、熱電素子基板10の組み付けの際に、第1絶縁基板10に熱電素子12、13を組み付けた後に、熱電素子12、13の上端面および下端面に電極部材16をはんだ付けにより接合させて、熱電素子基板10を完成させる。そして、熱電変換モジュール構成工程において、熱電素子基板10に吸熱電極基板20および放熱電極基板30を接合させて熱電変換モジュール200を構成する際に、吸熱、放熱電極部材22、32の電極部25、35を電極部材16に接合させる。なお、電極部材16は、平板状の銅材などの導電性金属によって形成される。   In this case, the electrode portions 25 and 35 of the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 are joined to the electrode member 16. Specifically, in the thermoelectric element module configuration step similar to that in the first embodiment, after the thermoelectric elements 12 and 13 are assembled to the first insulating substrate 10 when the thermoelectric element substrate 10 is assembled, The electrode member 16 is joined to the upper end surface and the lower end surface of 13 by soldering, and the thermoelectric element substrate 10 is completed. In the thermoelectric conversion module configuration step, when the thermoelectric conversion module 200 is configured by joining the heat absorption electrode substrate 20 and the heat dissipation electrode substrate 30 to the thermoelectric element substrate 10, the heat absorption, electrode portions 25 of the heat dissipation electrode members 22, 32, 35 is bonded to the electrode member 16. The electrode member 16 is formed of a conductive metal such as a flat copper material.

このように吸熱、放熱電極部材22、32とは別体の電極部材16を設ける構成によると、熱電素子モジュールである熱電素子基板10を完成した段階において、熱電素子12、13が電極部材16によって接続されることにより直列回路50が形成されているため、熱電素子12、13と電極部材16との間における導通不良など、直列回路50の電気的な検査が、熱電変換モジュール200を構成する前の熱電素子基板10のみ状態で容易に行なうことができる。   Thus, according to the configuration in which the electrode member 16 that is separate from the heat absorbing and radiating electrode members 22 and 32 is provided, the thermoelectric elements 12 and 13 are moved by the electrode member 16 when the thermoelectric element substrate 10 that is a thermoelectric element module is completed. Since the series circuit 50 is formed by the connection, an electrical inspection of the series circuit 50 such as a conduction failure between the thermoelectric elements 12 and 13 and the electrode member 16 is performed before the thermoelectric conversion module 200 is configured. This can be easily performed with only the thermoelectric element substrate 10.

上記第1実施形態においては、吸熱電極部材22および放熱電極部材32は、第2、第4絶縁基板21、31と、第3、第5絶縁基板23、33とにより、根元部分と先端部分の両方において保持されていたが、これに限らず、第3絶縁基板23および第5絶縁基板33を取り除いて、吸熱、放熱電極部材22、32は、その根元部分においてのみ第2、第4絶縁基板21、31により保持されている構成としてもよい。   In the first embodiment, the heat-absorbing electrode member 22 and the heat-dissipating electrode member 32 are formed by the second and fourth insulating substrates 21 and 31 and the third and fifth insulating substrates 23 and 33, so that the root portion and the tip portion are formed. Although it was hold | maintained in both, it is not restricted to this, The 3rd insulation board | substrate 23 and the 5th insulation board | substrate 33 are removed, and the heat absorption and the thermal radiation electrode members 22 and 32 are the 2nd and 4th insulation board only in the root part. It is good also as a structure hold | maintained by 21 and 31. FIG.

上記第1〜第3実施形態においては、複数の熱電素子12、13を保持板である第1絶縁基板11に保持して熱電素子基板10を形成していたが、これに代えて、熱電素子12、13を保持板に保持することなく、吸熱電極部材22、放熱電極部材32のいずれか一方の電極部25、35に接合させるなどして、第1絶縁基板11を用いない構成としてもよい。   In the first to third embodiments, the thermoelectric element substrate 10 is formed by holding the plurality of thermoelectric elements 12 and 13 on the first insulating substrate 11 which is a holding plate. It is good also as a structure which does not use the 1st insulated substrate 11 by joining to any one electrode part 25 and 35 of the heat absorption electrode member 22 and the heat radiation electrode member 32, without hold | maintaining 12 and 13 to a holding plate. .

上記各実施形態においては、吸熱電極部材22および放熱電極部材32において吸熱部26、放熱部36をルーバー状に形成したが、これに限らず、吸熱部26、放熱部36をオフセット状に形成してもよい。あるいは、吸熱部26、放熱部36として、櫛歯状に形成した吸熱、放熱電極部材22、32の内部に、波形に折り曲げた金属板によってコルゲートフィンを形成することもできる。   In each of the above embodiments, the heat absorbing part 26 and the heat radiating part 36 are formed in a louver shape in the heat absorbing electrode member 22 and the heat radiating electrode member 32. However, the present invention is not limited to this, and the heat absorbing part 26 and the heat radiating part 36 are formed in an offset shape. May be. Alternatively, as the heat absorbing portion 26 and the heat radiating portion 36, corrugated fins can be formed by corrugated metal plates inside the heat absorbing and heat radiating electrode members 22 and 32 formed in a comb shape.

上記各実施形態では、図示しない直流電源の正側端子を接続端子24a側に、負側端子を接続端子24b側に接続する構成であったが、これに限らず、直流電源の正側端子を接続端子24b側に、負側端子を接続端子24a側に接続してもよい。ただし、このときには、上方側の電極部材22が放熱部を形成し、下方側の電極部材32が吸熱部を形成するようになる。   In each of the above embodiments, a positive terminal of a DC power source (not shown) is connected to the connection terminal 24a side, and a negative terminal is connected to the connection terminal 24b side. The negative terminal may be connected to the connection terminal 24a side on the connection terminal 24b side. However, at this time, the upper electrode member 22 forms a heat radiating portion, and the lower electrode member 32 forms a heat absorbing portion.

つまり、熱電素子12、13によって構成される直列回路50に流す電流の流れ方向を切り替えることで、吸熱側と放熱側を切り替えることができる。因みに、この種の熱電変換装置は、例えば、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として用いられる。   That is, the heat absorption side and the heat dissipation side can be switched by switching the flow direction of the current flowing through the series circuit 50 constituted by the thermoelectric elements 12 and 13. Incidentally, this type of thermoelectric conversion device is used, for example, for cooling a heat-generating component such as a semiconductor or an electric component or for heating a heating device or the like.

第1実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the whole structure of the thermoelectric conversion apparatus in 1st Embodiment. 図1において矢印IIで示す方向から見た矢視図である。It is the arrow line view seen from the direction shown by arrow II in FIG. 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分解構成図である。It is a disassembled block diagram which shows the structure of the principal part of the thermoelectric conversion apparatus in 1st Embodiment. 図1に示す線IV‐IVにおける側面図である。FIG. 4 is a side view taken along line IV-IV shown in FIG. 1. 第1実施形態における吸熱電極部材の嵌合部分を示す側面図である。It is a side view which shows the fitting part of the endothermic electrode member in 1st Embodiment. 第2実施形態における吸熱/放熱電極部材の嵌合部分を示す正面図である。It is a front view which shows the fitting part of the heat absorption / radiation electrode member in 2nd Embodiment. 第2実施形態における吸熱/放熱電極部材の嵌合部分を示す側面図である。It is a side view which shows the fitting part of the heat absorption / radiation electrode member in 2nd Embodiment. 第2実施形態における吸熱/放熱電極部材の構成を示す展開図である。It is an expanded view which shows the structure of the heat absorption / radiation electrode member in 2nd Embodiment. 第3実施形態における吸熱/放熱電極部材の嵌合部分を示す側面図である。It is a side view which shows the fitting part of the heat absorption / radiation electrode member in 3rd Embodiment. その他の実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the principal part of the thermoelectric conversion apparatus in other embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

12 P型熱電素子
13 N型熱電素子
16 電極部材(電極部)
20 吸熱電極基板(熱交換モジュール)
21 第2絶縁基板(保持板)
21a 第1面
21b 第2面
21c 堰部
22a 吸熱電極部材の根元部分(側面部)
22b 吸熱電極部材の側板部(側面部)
25 吸熱電極部(平面部、電極部)
26 ルーバー(熱交換素子、突出面)
27 第1シール層(シール層)
30 放熱電極基板(熱交換モジュール)
31 第4絶縁基板(保持板)
31a 第1面
31b 第2面
31c 堰部
32a 放熱電極部材の根元部分(側面部)
32b 放熱電極部材の側板部(側面部)
35 放熱電極部(平面部、電極部)
36 ルーバー(熱交換素子、突出面)
37 第2シール層(シール層)
43 嵌合孔(貫通孔)
45 嵌合部
67 シール部
50 直列回路
100 熱電変換装置
200 熱電変換モジュール
12 P-type thermoelectric element 13 N-type thermoelectric element 16 Electrode member (electrode part)
20 Endothermic electrode substrate (heat exchange module)
21 Second insulating substrate (holding plate)
21a 1st surface 21b 2nd surface 21c Weir part 22a Root part (side surface part) of endothermic electrode member
22b Side plate portion (side surface portion) of endothermic electrode member
25 Endothermic electrode part (plane part, electrode part)
26 louvers (heat exchange elements, protruding surfaces)
27 First seal layer (seal layer)
30 Radiation electrode substrate (heat exchange module)
31 Fourth insulating substrate (holding plate)
31a 1st surface 31b 2nd surface 31c Weir part 32a The base part (side part) of a thermal radiation electrode member
32b Side plate part (side surface part) of heat radiation electrode member
35 Heat dissipation electrode part (planar part, electrode part)
36 louvers (heat exchange element, protruding surface)
37 Second seal layer (seal layer)
43 Fitting hole (through hole)
45 Fitting part 67 Sealing part 50 Series circuit 100 Thermoelectric converter 200 Thermoelectric conversion module

Claims (15)

複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、前記保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように前記複数の貫通孔(43)に保持され、前記複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備えた熱電変換装置において、
前記複数の熱交換素子(26、36)は、前記複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)によって前記複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合しており、
前記保持板(21、31)は、前記第1面(21a、31a)の上に、前記複数の貫通孔(43)が形成されている領域を含む所定の領域を取り囲むように設けられた所定の高さの堰部(21c、31c)と、前記所定の領域に形成されたシール層(27、37)とを有することを特徴とする熱電変換装置。
A plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35); The holding plate (21, 31) in which the through hole (43) is formed, and the plurality of through holes (43) so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35),
The plurality of heat exchange elements (26, 36) are fitted into the plurality of through holes (43) by fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of electrode portions (25, 35), respectively. And
The holding plate (21, 31) is provided on the first surface (21a, 31a) so as to surround a predetermined region including a region where the plurality of through holes (43) are formed. A thermoelectric conversion device comprising a weir portion (21c, 31c) having a height of approximately 15 mm and a sealing layer (27, 37) formed in the predetermined region.
前記堰部(21c、31c)は、前記第1面(21a、31a)のほぼ全領域を取り囲むように、前記保持板(21、31)の外周部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の熱電変換装置。   The said dam part (21c, 31c) is provided in the outer peripheral part of the said holding | maintenance board (21, 31) so that substantially the whole area | region of the said 1st surface (21a, 31a) may be surrounded. Item 2. The thermoelectric conversion device according to Item 1. 前記嵌合部(45)は、前記貫通孔(43)の横断面形状とほぼ同じ形状の平面部(25、35)と、前記平面部(25、35)の外周部分から突出する側面部(22a、22b、32a、32b)とを有し、
前記側面部(22a、22b、32a、32b)は前記貫通孔(43)内において、前記貫通孔(43)の縁面と全周に渡って嵌合していることを特徴とする請求項1または2に記載の熱電変換装置。
The fitting portion (45) includes a plane portion (25, 35) having substantially the same cross-sectional shape as the through hole (43), and a side surface portion protruding from the outer peripheral portion of the plane portion (25, 35). 22a, 22b, 32a, 32b)
The said side part (22a, 22b, 32a, 32b) is fitted over the perimeter of the said through-hole (43) over the perimeter in the said through-hole (43). Or the thermoelectric conversion apparatus of 2.
前記保持板(21、31)は、前記第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において、前記貫通孔(43)と前記嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるように形成されたシール部(67)を有することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1つに記載の熱電変換装置。   The holding plate (21, 31) has the through hole (43), the fitting portion (45), and the second surface (21b, 31b) side opposite to the first surface (21a, 31a). The thermoelectric conversion device according to any one of claims 1 to 3, further comprising a seal portion (67) formed so as to fill a gap portion therebetween. 前記貫通孔(43)は矩形の横断面をもち、
前記嵌合部(45)は、前記平面部として矩形の平面部(25、35)を有し、前記側面部として、前記平面部(25、35)外周の対向する2辺からそれぞれ前記第1面(21a、31a)側に突出して熱交換部を構成する2つの突出面(26、36)の根元部分(22a、32a)と、前記平面部(25、35)の残りの2辺から前記根元部分(22a、32a)に対応する所定の立上り高さでそれぞれ突出している2つの側板部(22b、32b)とを有することを特徴とする請求項3に記載の熱電変換装置。
The through hole (43) has a rectangular cross section;
The fitting part (45) has a rectangular flat part (25, 35) as the flat part, and the first part from two opposite sides of the outer periphery of the flat part (25, 35) as the side part. From the base part (22a, 32a) of the two projecting surfaces (26, 36) that project to the surface (21a, 31a) side and constitute the heat exchanging part, and the remaining two sides of the plane part (25, 35) The thermoelectric conversion device according to claim 3, further comprising two side plate portions (22b, 32b) protruding at predetermined rising heights corresponding to the root portions (22a, 32a).
複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、前記保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように前記複数の貫通孔(43)に保持され、前記複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備えた熱電変換装置において、
前記複数の熱交換素子(26、36)は、前記複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)によって前記複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合しており、
前記保持板(21、31)は、前記第1面(21a、31a)の上に形成されたシール層(27、37)と、前記第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において前記貫通孔(43)と前記嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるように形成されたシール部(67)とを有することを特徴とする熱電変換装置。
A plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35); The holding plate (21, 31) in which the through hole (43) is formed, and the plurality of through holes (43) so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35),
The plurality of heat exchange elements (26, 36) are fitted into the plurality of through holes (43) by fitting portions (45) formed on the connection side to the plurality of electrode portions (25, 35), respectively. And
The holding plate (21, 31) is a seal layer (27, 37) formed on the first surface (21a, 31a) and a second side opposite to the first surface (21a, 31a). A thermoelectric conversion comprising a seal portion (67) formed so as to fill a gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45) on the surface (21b, 31b) side. apparatus.
前記複数の電極部(25、35)は、前記複数の熱交換素子(26、36)とそれぞれ一体に形成されていることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1つに記載の熱電変換装置。 The thermoelectric device according to any one of claims 1 to 6 , wherein the plurality of electrode portions (25, 35) are integrally formed with the plurality of heat exchange elements (26, 36), respectively. Conversion device. 複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、前記保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように前記複数の貫通孔(43)に保持され、前記複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備える熱電変換装置の製造方法において、
前記複数の貫通孔(43)の形成された領域を含む所定の領域を取り囲むように所定の高さの堰部(21c、31c)を前記第1面(21a、31a)上に有する前記保持板(21、31)を準備して、前記複数の熱交換素子(26、36)の前記複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)を前記複数の貫通孔(43)にそれぞれ嵌合させて、熱交換モジュール(20、30)を構成する熱交換モジュール構成工程と、
前記熱交換モジュール構成工程の後に、前記第1面(21a、31a)上の前記所定の領域にシール層(27、37)を形成するシール層形成工程とを備えたことを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
A plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35); The holding plate (21, 31) in which the through hole (43) is formed, and the plurality of through holes (43) so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In a method for manufacturing a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35),
The holding plate having a weir portion (21c, 31c) having a predetermined height on the first surface (21a, 31a) so as to surround a predetermined region including a region where the plurality of through holes (43) are formed. (21, 31) are prepared, and the fitting portions (45) formed on the connection side of the plurality of heat exchange elements (26, 36) to the plurality of electrode portions (25, 35) A heat exchange module constituting step of forming a heat exchange module (20, 30) by fitting in each of the through holes (43);
A thermoelectric conversion comprising a sealing layer forming step of forming a sealing layer (27, 37) in the predetermined region on the first surface (21a, 31a) after the heat exchange module constituting step. Device manufacturing method.
前記堰部(21c、31c)は、前記第1面(21a、31a)のほぼ全領域を取り囲むように、前記保持板(21、31)の外周部に設けられていることを特徴とする請求項に記載の熱電変換装置の製造方法。 The said dam part (21c, 31c) is provided in the outer peripheral part of the said holding | maintenance board (21, 31) so that substantially the whole area | region of the said 1st surface (21a, 31a) may be surrounded. Item 9. A method for manufacturing a thermoelectric conversion device according to Item 8 . 前記熱交換モジュール構成工程において、前記熱交換モジュール(20、30)を構成した後に、前記保持板(21、31)の前記第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において、前記貫通孔(43)と前記嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を形成することを特徴とする請求項またはに記載の熱電変換装置の製造方法。 In the heat exchange module configuration step, after configuring the heat exchange module (20, 30), the second surface (21b) opposite to the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). in 31b) side, according to claim 8 or 9, characterized in that to form a seal portion (67) to fill a gap portion between the through the fitting portion and the hole (43) (45) Manufacturing method of the thermoelectric conversion device. 複数のP型熱電素子(12)と複数のN型熱電素子(13)とが複数の電極部(25、35)によって交互に直列に接続されて構成される直列回路(50)と、複数の貫通孔(43)が形成されている保持板(21、31)と、前記保持板(21、31)の第1面(21a、31a)から突出するように前記複数の貫通孔(43)に保持され、前記複数の電極部(25、35)に直接接続されている複数の熱交換素子(26、36)とを備える熱電変換装置の製造方法において、
前記保持板(21、31)の前記複数の貫通孔(43)に、前記複数の熱交換素子(26、36)の前記複数の電極部(25、35)への接続側に形成された嵌合部(45)をそれぞれ嵌合させて、熱交換モジュール(20、30)を構成し、その後に、前記保持板(21、31)の前記第1面(21a、31a)の反対側である第2面(21b、31b)側において、前記貫通孔(43)と前記嵌合部(45)との間の隙間部分を埋めるようにシール部(67)を形成する熱交換モジュール構成工程と、
前記熱交換モジュール構成工程の後に、前記第1面(21a、31a)上にシール層(27、37)を形成するシール層形成工程とを備えたことを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
A plurality of P-type thermoelectric elements (12) and a plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by a plurality of electrode portions (25, 35); The holding plate (21, 31) in which the through hole (43) is formed, and the plurality of through holes (43) so as to protrude from the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). In a method for manufacturing a thermoelectric conversion device comprising a plurality of heat exchange elements (26, 36) held and directly connected to the plurality of electrode portions (25, 35),
Fits formed in the plurality of through holes (43) of the holding plate (21, 31) on the connection side of the plurality of heat exchange elements (26, 36) to the plurality of electrode portions (25, 35). The mating portions (45) are respectively fitted to form the heat exchange module (20, 30), and then the opposite side of the first surface (21a, 31a) of the holding plate (21, 31). On the second surface (21b, 31b) side, a heat exchange module constituting step of forming a seal portion (67) so as to fill a gap portion between the through hole (43) and the fitting portion (45);
A method for manufacturing a thermoelectric conversion device, comprising: a sealing layer forming step of forming a sealing layer (27, 37) on the first surface (21a, 31a) after the heat exchange module constituting step.
前記シール層形成工程において前記シール層(27、37)の形成に用いるシール剤は前記熱交換モジュール構成工程において前記シール部(67)の形成に用いるシール剤より粘度が低いことを特徴とする請求項10または11に記載の熱電変換装置の製造方法。 The sealant used for forming the seal layer (27, 37) in the seal layer forming step has a lower viscosity than the sealant used for forming the seal portion (67) in the heat exchange module constituting step. Item 12. The method for producing a thermoelectric conversion device according to Item 10 or 11 . 前記シール層形成工程の後に、前記熱交換モジュール(20、30)の前記複数の熱交換素子(26、36)と直接接続された前記複数の電極部(25、35)によって、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)とが交互に直列に接続されて構成された前記直列回路(50)を有する熱電変換モジュール(200)を構成する熱電変換モジュール構成工程を備えたことを特徴とする請求項ないし12のいずれか1つに記載の熱電変換装置の製造方法。 After the sealing layer forming step, the plurality of P portions are formed by the plurality of electrode portions (25, 35) directly connected to the plurality of heat exchange elements (26, 36) of the heat exchange module (20, 30). Thermoelectric conversion module configuration comprising a thermoelectric conversion module (200) having the series circuit (50) configured by alternately connecting a series thermoelectric element (12) and the plurality of N type thermoelectric elements (13) in series The method for manufacturing a thermoelectric conversion device according to any one of claims 8 to 12 , further comprising a step. 前記熱交換モジュール構成工程の後であって、前記シール層形成工程の前に、前記熱交換モジュール(20、30)の前記複数の熱交換素子(26、36)と直接接続された前記複数の電極部(25、35)によって、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)とが交互に直列に接続されて構成された前記直列回路(50)を有する熱電変換モジュール(200)を構成する熱電変換モジュール構成工程を備えたことを特徴とする請求項ないし12のいずれか1つに記載の熱電変換装置の製造方法。 The plurality of the heat exchange modules (20, 30) directly connected to the plurality of heat exchange elements (26, 36) after the heat exchange module configuration step and before the seal layer forming step The plurality of P-type thermoelectric elements (12) and the plurality of N-type thermoelectric elements (13) are alternately connected in series by the electrode portions (25, 35) to have the series circuit (50). The method of manufacturing a thermoelectric conversion device according to any one of claims 8 to 12 , further comprising a thermoelectric conversion module constituting step of constituting the thermoelectric conversion module (200). 前記複数の電極部(25、35)は、前記複数の熱交換素子(26、36)とそれぞれ一体に形成されていることを特徴とする請求項ないし14のいずれか1つに記載の熱電変換装置の製造方法。 The thermoelectric device according to any one of claims 8 to 14 , wherein the plurality of electrode portions (25, 35) are integrally formed with the plurality of heat exchange elements (26, 36), respectively. A method for manufacturing a conversion device.
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