JP5488510B2 - 熱電変換ユニット - Google Patents

Description

本発明は、熱電変換ユニットに関する。

特許文献１に記載の熱電変換ユニットは、熱電モジュールとハウジングを有する。熱電モジュールは、第一と第二の熱交換面を備える熱電素子と、熱電素子の第一の熱交換面に当接される第一熱交換部材と、第一熱交換部材から突出する第一フィンと、第二の熱交換面に当接される第二熱交換部材と、第二熱交換部材から突出する第二フィンを有する。ハウジングには、第二フィンが貫通される貫通穴と、貫通穴の周縁において凹設されて第二基板と熱電素子が収納される収納凹部が形成される。第一基板は、収納凹部を覆い、ねじによって第一基板の外周部がハウジングに取付けられる。

特開平９−１７２２０３号公報

しかし熱電モジュールの一方側に熱媒体を流す流路が形成された第一ケースと、熱電モジュールの他方側に熱媒体を流す流路が形成された第二ケースを有するユニットが必要とされており、かつ該ユニットにおいて合理的に熱電モジュールを保持し得る構造が必要とされている。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載する熱電変換ユニットである。請求項１における熱電変換ユニットは、第一流路を形成する第一凹部を有する第一ケースと、第二流路を形成する第二凹部を有する第二ケースと、第一凹部の開口部を塞ぐ第一基板と、第一基板と対向するとともに第二凹部の開口部を塞ぐ第二基板と、第一基板と第二基板の各内面に接合される複数の熱電素子と、第一ケースと第二ケースを結合する結合具と、第一基板から第一ケースの第一流路内に突出する第一フィンと、第二基板から第二ケースの第二流路内に突出する第二フィンとを有する。第一ケースは、第一凹部の外側において第一基板と対向する第一対向部を有する。第二ケースは、第二凹部の外側において第二基板と対向する第二対向部を有する。第一対向部と第二対向部には、弾性部材が収容される収容凹部が形成される。弾性部材は、収容凹部の底部と第一基板の外面の両方、収容凹部の底部と第二基板の外面の両方に当接する。第一対向部と第二対向部との間の距離Ｌ１を設定するスペーサが設けられる。スペーサは、第一対向部と第二対向部との間の距離Ｌ１を第一基板の外面と第二基板の外面との間の距離Ｌ２よりも広く設定する。

したがって第一ケースと第二ケースを結合する結合具の結合力は、スペーサによって受け止められる。そのため第一基板と第二基板には、結合具の結合力が加わらず、弾性部材の弾性力のみが加わる。これにより第一基板と第二基板の間に設けられる熱電素子が結合具の結合力によって破損することが抑制され得る。

請求項１において結合具は、ボルトである。スペーサは、第一ケースに設けられ、ボルトが挿入される第一金属管と、第二ケースに設けられ、ボルトが挿入される第二金属管とを有する。したがって結合具であるボルトの結合力は、当接する金属製の第一金属管と第二金属管によって確実に受け止められ得る。

請求項２において第一対向部および第二対向部の両方に収容凹部が形成される。弾性部材は、第一対向部の収容凹部に設けられる第一弾性部材と、第二対向部の収容凹部に設けられる第二弾性部材からなる。したがって第一弾性部材と第二弾性部材は、熱電素子が間に設けられる第一基板と第二基板を厚み方向の両方向に弾性的に保持し得る。これにより熱電素子に外力が加わることが抑制され得る。

請求項３において第一弾性部材と第二弾性部材の少なくとも一つは、第一基板または第二基板に対して垂直方向に立設される板状部材からなる。したがって弾性部材は、第一基板と第二基板に対して垂直方向に弾性変形しやすく、結合具の結合方向に弾性変形しやすい。そのため第一基板と第二基板に加わる弾性部材の弾性力が小さく、熱電素子に加わる力が小さく設定され得る。

請求項４において第一弾性部材と第二弾性部材の少なくとも一つは、環状でかつ対応するケースの対向部と基板の間を液密にする。したがって弾性部材は、熱電モジュールを弾性的に保持する役割のみならず、ケースと基板の間を液密にするという役割をも担う。

請求項５において第一ケースと第二ケースは、それぞれ樹脂製のケース本体を有する。したがってケースは、ケース本体を金属製で形成する場合に比べて複雑な形状に成形され得る。

請求項６において第一金属管または第二金属管の少なくとも一つの金属管は、対応するケース本体から他の一つの金属管に向けて突出しかつ他の一つの金属管と当接する突出端部を有する。したがって第一金属管と第二金属管は、突出端部によってケース本体同士が当接することを避け得る。そのため樹脂製のケース本体の弾性変形戻りによって結合具がケースに対して緩むことが避けられ得る。

合理的に熱電モジュールを保持することで、熱電素子が外力によって破損することが抑制され得る。

熱交換システムの構成図である。 熱電変換ユニットの斜視図である。 熱電変換ユニットの分解斜視図である。 図２のIV―IV線断面矢視図である。 図２のV―V線断面矢視図である。 図２のVI―VI線断面矢視図である。 弾性部材の斜視図である。

本発明の一つの実施の形態を図１〜７にしたがって説明する。熱交換システム１０は、例えば車両に設けられ、図１に示すように熱電変換ユニット（熱交換器）１とラジエタ１１と室内熱交換器１４を有する。ラジエタ１１は、配管２０によって車両のエンジン１２と接続される。配管２０の途中に設けられたポンプ１３によって第一熱媒体（クーラント液）がエンジン１２とラジエタ１１の間を循環する。第一熱媒体は、エンジン１２から熱（温熱）を受け、ラジエタ１１から外気に熱を放出する。

図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２０に接続された配管２１によってラジエタ１１と接続され、エンジン１２と並列にラジエタ１１に接続される。第一熱媒体は、配管２０，２１を経由して熱電変換ユニット１から冷熱を受けて冷却される。したがって第一熱媒体は、ラジエタ１１のみならず熱電変換ユニット１によっても冷却され得る。

図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２２によって室内熱交換器１４と接続される。配管２２の途中に設けられたポンプ１５によって第二熱媒体（クーラント液）が熱電変換ユニット１と室内熱交換器１４の間を循環する。第二熱媒体は、熱電変換ユニット１から温熱を受け、室内熱交換器１４から室内の空気に熱を放出する。したがって室内熱交換器１４によって室内が暖められ得る。

熱電変換ユニット１は、図２，３に示すようにハウジング３とハウジング３内に設けられる複数の熱電モジュール（ペルチェモジュール）２を有する。ハウジング３は、厚み方向に重ねられた第一ケース４と第二ケース５とコンバータケース６を有する。

第一ケース４は、図３，５に示すように樹脂製でかつ成形型によって成形されるケース本体４ａを有する。ケース本体４ａは、天部４ａ１と、天部４ａ１の両側縁から垂下する側壁４ａ２と、天部４ａ１の前縁から垂下する前壁４ａ３と、天部４ａ１の後縁から垂下する後壁４ａ４を一体に有する。天部４ａ１には、前縁と後縁に渡って延出して第一ケース４内を仕切る一対の仕切板４ａ１０が形成される。仕切板４ａ１０によって第一ケース４内には並行に延出する複数の流路（第一流路）４ｆ，４ｇが形成される。すなわち流路４ｆ，４ｇは、図４に示すように第一ケース４に設けられた第一凹部４ａ１４によって形成される。

第二ケース５は、図３，６に示すように樹脂製でかつ成形型によって成形されるケース本体５ａを有する。ケース本体５ａは、底部５ａ１と、底部５ａ１の両側縁に立設する側壁５ａ２と、底部５ａ１の前縁に立設する前壁５ａ３と、底部５ａ１の後縁に立設する後壁５ａ４を一体に有する。底部５ａ１には、前縁と後縁に渡って延出して第二ケース５内を仕切る一対の仕切板５ａ１０が形成される。仕切板５ａ１０によって第二ケース５内には並行に延出する複数の（第二流路）流路５ｆ，５ｇが形成される。すなわち流路５ｆ，５ｇは、図４に示すように第二ケース５に設けられた第二凹部５ａ１４によって形成される。

図３，５，６に示すようにケース本体４ａ，５ａは、仕切板４ａ１０，５ａ１０と側壁４ａ２，５ａ２の間を延出する梁４ａ８，５ａ８を有する。梁４ａ８，５ａ８は、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇを遮断しないように天部４ａ１または底部５ａ１から離れている。ケース本体４ａ，５ａは、梁４ａ８，５ａ８と仕切板４ａ１０，５ａ１０と側壁４ａ２，５ａ２によって複数（例えば１０個）の収納領域に区画される。ケース本体４ａの各収納領域に各熱電モジュール２の上側部分が収容され、ケース本体５ａの各収納領域に各熱電モジュール２の下側部分が収容される。

図３，５，６に示すように前壁４ａ３，５ａ３には、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇと連通する開口部４ａ６，５ａ６が形成される。前壁４ａ３，５ａ３には、導入部材４ｂ，５ｂと吐出部材４ｃ，５ｃが取付けられる。後壁４ａ４，５ａ４には、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇと連通する開口部４ａ７，５ａ７が形成される。後壁４ａ４，５ａ４には、折返し部材４ｄ，５ｄが取付けられる。

図３，５，６に示すように導入部材４ｂ，５ｂと吐出部材４ｃ，５ｃは、樹脂製でかつ成形型によって成形される。導入部材４ｂ，５ｂと吐出部材４ｃ，５ｃは、前壁４ａ３，５ａ３に取付けられる板部４ｂ１，４ｃ１，５ｂ１，５ｃ１を有し、板部４ｂ１，５ｂ１と板部４ｃ１，５ｃ１が一体に成形される。

図３，５，６に示すように導入部材４ｂ，５ｂは、板部４ｂ１，５ｂ１から突出する導入管４ｂ２，５ｂ２を有する。導入管４ｂ２，５ｂ２と板部４ｂ１，５ｂ１には、入口側の流路４ｆ，５ｆと連通する導入路４ｂ６，５ｂ６が形成される。吐出部材４ｃ，５ｃは、板部４ｃ１，５ｃ１から突出する吐出管４ｃ２，５ｃ２を有する。吐出管４ｃ２，５ｃ２と板部４ｃ１，５ｃ１には、出口側の流路４ｆ，５ｆと連通する吐出路４ｃ６，５ｃ６が形成される。

図３，５，６に示すように板部４ｂ１，４ｃ１，５ｂ１，５ｃ１には、ケース４，５に向けて突出する突出部４ｂ３，４ｃ３，５ｂ３，５ｃ３が形成される。突出部４ｂ３，４ｃ３，５ｂ３，５ｃ３は、略三角形状であって、外側面４ｂ４，４ｃ４，５ｂ４，５ｃ４と傾斜面４ｂ５，４ｃ５，５ｂ５，５ｃ５を有する。突出部４ｂ３，４ｃ３，５ｂ３，５ｃ３は、開口部４ａ６，５ａ６に嵌合されて、外側面４ｂ４，４ｃ４，５ｂ４，５ｃ４が開口部４ａ６，５ａ６の内周面に当接する。傾斜面４ｂ５，５ｂ５は、導入路４ｂ６，５ｂ６から遠くなるほど流路断面が大きくなるように導入路４ｂ６，５ｂ６に対して傾斜する。傾斜面４ｃ５，５ｃ５は、吐出路４ｃ６，５ｃ６に近づくほど流路断面が小さくなるように吐出路４ｃ６，５ｃ６に対して傾斜する。

図５，６に示すように各板部４ｂ１，４ｃ１，５ｂ１，５ｃ１には、開口部４ａ６，５ａ６に沿って凹部が形成される。凹部には、板部４ｂ１，４ｃ１，５ｂ１，５ｃ１と前壁４ａ３，５ａ３を液密にするシール部材４ｊ，４ｋ，５ｊ，５ｋが収納される。板部４ｂ１，４ｃ１，５ｂ１，５ｃ１は、前壁４ａ３，５ａ３の外側面に対してねじ等の取付具によって取付けられる。

図３，５，６に示すように折返し部材４ｄ，５ｄは、樹脂製でかつ成形型によって成形される。折返し部材４ｄ，５ｄは、後壁４ａ４，５ａ４に取付けられる板部４ｄ１，５ｄ１と、板部４ｄ１，５ｄ１から突出する一対の突出部４ｄ２，５ｄ２を有する。突出部４ｄ２，５ｄ２は、略三角形状であって、外側面４ｄ３，５ｄ３と傾斜面４ｄ４，５ｄ４を有する。

図３，５，６に示すように突出部４ｄ２，５ｄ２は、開口部４ａ７，５ａ７に嵌合されて、外側面４ｄ３，５ｄ３が開口部４ａ７，５ａ７の内周面に当接する。傾斜面４ｄ４，５ｄ４は、対向する流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇに対して他の流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇに向けて傾斜する。これにより入口側の流路４ｆ，５ｆから出口側の流路５ｆ，５ｇに熱媒体が円滑に折返して流れ得る。板部４ｄ１，５ｄ１には、開口部４ａ７，５ａ７に沿って凹部が形成される。凹部には、板部４ｄ１，５ｄ１と後壁４ａ４，５ａ４を液密にするシール部材４ｍ，５ｍが収納される。板部４ｄ１，５ｄ１は、後壁４ａ４，５ａ４の外側面にねじ等の取付具によって取付けられる。

図３，４に示すようにケース本体４ａ，５ａは、側壁４ａ２，５ａ２から外方に突出する複数の円筒部４ａ５，５ａ５を有する。円筒部４ａ５，５ａ５内には金属管（スペーサ）４ｅ，５ｅが設けられる。金属管４ｅ，５ｅは、真鍮等の金属から形成されてケース本体４ａ，５ａの成形時にインサートされる。金属管４ｅ，５ｅは、円筒部４ａ５，５ａ５を高さ方向に貫通する。第一金属管４ｅは、円筒部４ａ５から第二金属管５ｅに突出する突出端部４ｅ１を有する。第二金属管５ｅは、円筒部５ａ５から第一金属管４ｅに突出する突出端部５ｅ１を有する。第二金属管５ｅは、第一金属管４ｅの内径よりも小さい内径を有する。第二金属管５ｅの内周面には雌ねじが形成される。

図４に示すようにケース本体４ａは、第一凹部４ａ１４の外側において第一基板２ｂに対向する第一対向部４ａ１３を有する。第一対向部４ａ１３には、第一基板２ｂを収容する基板用凹部４ａ１２と第一弾性部材８を収容する収容凹部４ａ１１が形成される。ケース本体５ａは、第二凹部５ａ１４の外側において第二基板２ｃに対向する第二対向部５ａ１３を有する。第二対向部５ａ１３には、第二基板２ｃを収容する基板用凹部５ａ１２と第二弾性部材９を収容する収容凹部５ａ１１が形成される。

図７に示すように弾性部材８，９は、ゴム製であって、板状でかつ環状である。弾性部材８，９の板幅８ａ，９ａは、板厚８ｂ，９ｂよりも大きい。弾性部材８，９は、板幅８ａ，９ａが高さ方向になり、長手方向が環状になるように形成される。弾性部材８，９は、収容凹部４ａ１１，５ａ１１（図４参照）と同様に四角形環状に形成される。板幅８ａ，９ａは、収容凹部４ａ１１，５ａ１１の深さよりも高く（図４参照）、弾性変形された状態で熱電モジュール２の基板２ｂ，２ｃに当接する。弾性部材８，９の弾性変形量は、例えば１ｍｍ程度である。弾性部材８，９は、基板２ｂ，２ｃとケース本体４ａ，５ａの間を液密にする。

図４に示すようにケース本体４ａには、熱電モジュール２の外側において環状に凹部が形成される。凹部にはケース本体４ａ，５ａ間を液密にするシール部材１８が設けられる。図３に示すようにケース本体４ａの天部４ａ１の中央には、一対の開口部４ｈが形成される。開口部４ｈは、コンバータケース６によって覆われる。

図３に示すようにコンバータケース６は、アルミニウム製であって底部６ａと底部６ａの外周縁に立設する外周壁６ｂを一体に有する。外周壁６ｂには外方に突出する複数のリング状のリング部６ｃが形成される。リング部６ｃは、第一金属管４ｅの端部に当接される。図４に示すようにケース本体４ａには、開口部４ｈの外側において環状に凹部が形成される。凹部にはケース本体４ａとコンバータケース６を液密にするシール部材１７が設置される。

図２，４に示すようにケース４，５とコンバータケース６は、厚み方向に重ねられ、結合具７によって接合される。結合具（ボルト）７は、頭部７ａと、頭部７ａよりも細くかつ外周面に雄ねじが形成されたねじ本体７ｂを一体に有する。ねじ本体７ｂは、リング部６ｃの孔６ｃ１と第一金属管４ｅを貫通し、第二金属管５ｅに螺合される。頭部７ａは、リング部６ｃの端部に当接する。あるいはねじ本体７ｂは、第一金属管４ｅを貫通し、第二金属管５ｅに螺合される。頭部７ａは、第一金属管４ｅの端部に当接する。第一金属管（スペーサ）４ｅと第二金属管（スペーサ）５ｅが直接当接することで、第一対向部４ａ１３と第二対向部５ａ１３との間の距離がＬ１に設定される。

図４に示すように熱電モジュール２は、熱電素子（ペルチェ素子）２ａと基板２ｂ，２ｃとフィン２ｄ，２ｅを有する。熱電素子２ａは、異なる金属、導体または半導体から構成される。熱電素子２ａは、直流電流を流すことでペルチェ効果を奏し、第一熱面と第二熱面のいずれか一つが吸熱部となって吸熱し、他の一つが放熱部となって放熱する。複数の熱電素子２ａが第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられる。熱電素子２ａの第一熱面が第一基板２ｂに当接されかつ半田付けされ、第二熱面が第二基板２ｃに当接されかつ半田付けされる。

図４に示すようにフィン２ｄ，２ｅは、基板２ｂ，２ｃから熱電素子２ａと反対方向に突出する。フィン２ｄ，２ｅは、板状でかつジグザグ形状であって、ジグザグ間に隙間２ｄ１，２ｅ１が形成される。隙間２ｄ１，２ｅ１は、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇを遮断しないように流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇの長手方向に延出する。

図２に示すようにコンバータケース６には、コンバータ１６が装着される。コンバータ１６は、電気的にケース本体４ａから延出する端子４ｎと接続される。コンバータ１６は、コンバータ１６に入力された電圧を所定の電圧に変換し、直流電流を端子４ｎに供給する。直流電流は、端子４ｎからケース本体４ａ内を延出する図示省略の配線を介して各熱電モジュール２の各熱電素子２ａに供給される（図４参照）。熱電素子２ａは、電流が供給されることで、第一フィン２ｄと第一基板２ｂを介して吸熱し、第二基板２ｃと第二フィン２ｅを介して放熱する。

図１に示すように第一熱媒体がポンプ１３によって配管２０，２１を経由して第一ケース４に供給される。第一熱媒体は、図２，３に示すように導入路４ｂ６から入口側の流路４ｆに導入され、出口側の流路４ｇを経て吐出路４ｃ６から排出される。第一熱媒体は、流路４ｆ，４ｇを流れることで第一フィン２ｄと第一基板２ｂを介して熱電素子２ａから冷熱を受ける（図４参照）。

図１に示すように第二熱媒体がポンプ１５によって配管２２を経由して第二ケース５に供給される。第二熱媒体は、図２，３に示すように導入路５ｂ６から入口側の流路５ｆに導入され、出口側の流路５ｇを経て吐出路５ｃ６から排出される。第二熱媒体は、流路５ｆ，５ｇを流れることで第二フィン２ｅと第二基板２ｃを経由して熱電素子２ａから温熱を受ける（図４参照）。第二熱媒体は、図１に示すように室内熱交換器１４を流れて室内の空気に温熱を放出する。

図３に示すように第一ケース４内の第一熱媒体の流れ方向と第二ケース５内の第二熱媒体の流れ方向は、対向している。そのため熱電モジュール２の吸熱部側と放熱部側の差は、熱電モジュール２間で差が小さい。かくして全体の熱効率が高い。

図２，３に示すように第一熱媒体は、ケース本体４ａの開口部４ｈを介してコンバータケース６に接触する。第一熱媒体は、コンバータ１６から発せられた熱をコンバータケース６を経由して受ける。したがって第一熱媒体は、コンバータ１６を冷却する。

以上のように熱電変換ユニット１は、図３，４に示すように第一流路４ｆ，４ｇを形成する第一凹部４ａ１４を有する第一ケース４と、第二流路５ｆ，５ｇを形成する第二凹部５ａ１４を有する第二ケース５と、第一凹部４ａ１４の開口部を塞ぐ第一基板２ｂと、第一基板２ｂと対向するとともに第二凹部５ａ１４の開口部を塞ぐ第二基板２ｃと、第一基板２ｂと第二基板２ｃの各内面に接合される複数の熱電素子２ａと、第一ケース４と第二ケース５を結合する結合具７と、第一基板２ｂから第一ケース４の第一流路４ｆ，４ｇ内に突出する第一フィン２ｄと、第二基板２ｃから第二ケース５の第二流路５ｆ，５ｇ内に突出する第二フィン２ｅとを有する。第一ケース４は、第一凹部４ａ１４の外側において第一基板２ｂと対向する第一対向部４ａ１３を有する。第二ケース５は、第二凹部５ａ１４の外側において第二基板２ｃと対向する第二対向部５ａ１３を有する。第一対向部４ａ１３と第二対向部５ａ１３には、弾性部材８，９が収容される収容凹部４ａ１１，５ａ１１が形成される。弾性部材８，９は、収容凹部４ａ１１の底部と第一基板２ｂの外面の両方、収容凹部５ａ１１の底部と第二基板２ｃの外面の両方に当接する。第一対向部４ａ１３と第二対向部５ａ１３との間の距離Ｌ１を設定するスペーサ（４ｅ，５ｅ）が設けられる。スペーサは、第一対向部４ａ１３と第二対向部５ａ１３との間の距離Ｌ１を第一基板２ｂの外面と第二基板２ｃの外面との間の距離Ｌ２よりも広く設定する。

したがって第一ケース４と第二ケース５を結合する結合具７の結合力は、スペーサ（４ｅ，５ｅ）によって受け止められる。そのため第一基板２ｂと第二基板２ｃには、結合具７の結合力が加わらず、弾性部材８，９の弾性力のみが加わる。これにより第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられる熱電素子２ａが結合具７の結合力によって破損することが抑制され得る。

図４に示すように結合具７は、ボルトである。スペーサは、第一ケース４に設けられ、ボルトが挿入される第一金属管４ｅと、第二ケース５に設けられ、ボルトが挿入される第二金属管５ｅとを有する。したがって結合具７であるボルトの結合力は、当接する金属製の第一金属管４ｅと第二金属管５ｅによって確実に受け止められ得る。

図４に示すように第一対向部４ａ１３および第二対向部５ａ１３の両方に収容凹部４ａ１１，５ａ１１が形成される。弾性部材は、第一対向部４ａ１３の収容凹部４ａ１１に設けられる第一弾性部材８と、第二対向部５ａ１３の収容凹部５ａ１１に設けられる第二弾性部材９からなる。したがって第一弾性部材８と第二弾性部材９は、熱電素子２ａが間に設けられる第一基板２ｂと第二基板２ｃを厚み方向の両方向に弾性的に保持し得る。これにより熱電素子２ａに外力が加わることが抑制され得る。

図４，７に示すように第一弾性部材８と第二弾性部材９は、第一基板２ｂと第二基板２ｃに対して垂直方向に立設される板状部材からなる。したがって弾性部材８，９は、第一基板２ｂと第二基板２ｃに対して垂直方向に弾性変形しやすく、結合具７の結合方向に弾性変形しやすい。そのため第一基板２ｂと第二基板２ｃに加わる弾性部材８，９の弾性力が小さく、熱電素子２ａに加わる力が小さく設定され得る。

図４，７に示すように第一弾性部材８と第二弾性部材９は、環状でかつ対応するケース４，５の対向部４ａ１３，５ａ１３と基板２ｂ，２ｃの間を液密にする。したがって弾性部材８，９は、熱電モジュール２を弾性的に保持する役割のみならず、ケース４，５と基板２ｂ，２ｃの間を液密にするという役割をも担う。

図３に示すように第一ケース４と第二ケース５は、それぞれ樹脂製のケース本体４ａ，５ａを有する。したがってケース４，５は、ケース本体４ａ，５ａを金属製で形成する場合に比べて複雑な形状に成形され得る。

図４に示すように第一金属管４ｅと第二金属管５ｅは、対応するケース本体４ａ，５ａから他の一つの金属管４ｅ，５ｅに向けて突出しかつ他の一つの金属管４ｅ，５ｅと当接する突出端部４ｅ１，５ｅ１を有する。したがって第一金属管４ｅと第二金属管５ｅは、突出端部４ｅ１，５ｅ１によってケース本体４ａ，５ａ同士が当接することを避け得る。そのため樹脂製のケース本体４ａ，５ａの弾性変形戻りによって結合具７がケース４，５に対して緩むことが避けられ得る。

本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。例えば熱交換システム１０は、車両の室内の暖房に使用されても良いし、冷房に使用されても良い。冷房に使用する場合は、第一ケース４が配管２２と接続され、第二ケース５が配管２１と接続される。

熱交換システム１０は、車両の室内の冷暖房に使用されても良いし、電池等の車両部品の冷却または加熱に使用されても良いし、あるいは車両以外の製品を冷却または加熱するために使用されても良い。

ケース本体４ａ，５ａは、樹脂製でも良いし、アルミダイカスト製でも良い。

熱媒体の流れを変える邪魔板が導入部材４ｂ，５ｂに一体に、あるいは吐出部材４ｃ，５ｃに一体に、あるいは折返し部材４ｄ，５ｄに一体に設けられても良い。

熱電モジュール２とケース本体４ａ，５ａの間には、弾性部材８，９の両方が設けられても良いし、弾性部材８，９の一つのみが設けられていても良い。あるいは基板２ｂ，２ｃがケース本体４ａ，５ａに液状ガスケットによって弾性的に保持されても良い。あるいはケース本体４ａ，５ａには、収容凹部４ａ１１，５ａ１１が設けられておらず、ケース本体４ａ，５ａと基板２ｂ，２ｃの間に弾性部材が設けられても良い。あるいは収容凹部４ａ１１，５ａ１１の一つのみが形成され、該一つに弾性部材が設けられても良い。

ケース４，５内に供給される熱媒体は、液体でも良いし、気体でも良い。

ケース４，５は、樹脂製のケース本体４ａ，５ａと金属製の金属管４ｅ，５ｅを有していても良いし、金属製のケース本体４ａ，５ａと金属管４ｅ，５ｅを一体にあるいは別体に有していても良い。あるいはケース４，５は、ケース本体４ａ，５ａの一部がスペーサとして機能していても良い。

結合具７は、第二金属管５ｅに螺合されても良いし、ねじ本体７ｂが第二金属管５ｅを貫通し、ねじ本体７ｂの先端にナットが螺合され、ナットが第二金属管５ｅの端部に当接されても良い。

金属管４ｅ，５ｅがそれぞれ突出端部４ｅ１，５ｅ１を有していても良いし、金属管４ｅ，５ｅの一つのみが突出端部を有していても良い。

ケース４，５のそれぞれに基板用凹部４ａ１２，５ａ１２が形成されていても良いし、ケース４，５の一つのみに熱電モジュール２の中央部が収納される基板用凹部が形成されていても良い。

弾性部材８，９は、環状であっても良いし、環状でなくても良い。弾性部材８，９は、図７に示す形状でも良いし、他の形状でも良く、弾性部材８，９の一つのみが図７に示す形状でも良い。

１…熱電変換ユニット
２…熱電モジュール
２ａ…熱電素子
２ｂ，２ｃ…基板
２ｄ，２ｅ…フィン
３…ハウジング
４，５…ケース
４ａ，５ａ…ケース本体
４ａ６，４ａ７，５ａ６，５ａ７，４ｈ…開口部
４ａ１０，５ａ１０…仕切板
４ａ１１，５ａ１１…収容凹部
４ａ１２，５ａ１２…基板用凹部
４ａ１３，５ａ１３…対向部
４ａ１４，５ａ１４…凹部
４ｂ，５ｂ…導入部材
４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１，５ｂ１，５ｃ１，５ｄ１…板部
４ｂ３，４ｃ３，４ｄ２，５ｂ３，５ｃ３，５ｄ２…突出部
４ｂ５，４ｃ５，４ｄ４，５ｂ５，５ｃ５，５ｄ４…傾斜面
４ｂ６，５ｂ６…導入路
４ｃ，５ｃ…吐出部材
４ｃ６，５ｃ６…吐出路
４ｄ，５ｄ…折返し部材
４ｅ，５ｅ…金属管
４ｅ１，５ｅ１…突出端部
４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇ…流路
４ｊ，４ｋ，４ｍ，５ｊ，５ｋ，５ｍ…シール部材
６…コンバータケース
７…結合具
８，９…弾性部材
８ａ，９ａ…板幅
８ｂ，９ｂ…板厚
１０…熱交換システム
１１…ラジエタ
１２…エンジン
１３，１５…ポンプ
１４…室内熱交換器
１７，１８…シール部材

Claims (6)

1. 熱電変換ユニットであって、
   第一流路を形成する第一凹部を有する第一ケースと、
   第二流路を形成する第二凹部を有する第二ケースと、
   前記第一凹部の開口部を塞ぐ第一基板と、
   前記第一基板と対向するとともに前記第二凹部の開口部を塞ぐ第二基板と、
   前記第一基板と前記第二基板の各内面に接合される複数の熱電素子と、
   前記第一ケースと前記第二ケースを結合する結合具と、
   前記第一基板から前記第一ケースの前記第一流路内に突出する第一フィンと、
   前記第二基板から前記第二ケースの前記第二流路内に突出する第二フィンとを有し、
   前記第一ケースは、前記第一凹部の外側において前記第一基板と対向する第一対向部を有し、
   前記第二ケースは、前記第二凹部の外側において前記第二基板と対向する第二対向部を有し、
   前記第一対向部と前記第二対向部の少なくとも一方には、弾性部材が収容される収容凹部が形成され、
   前記弾性部材は、前記収容凹部の底部と前記第一基板の外面の両方または前記収容凹部の底部と前記第二基板の外面の両方に当接し、
   前記第一対向部と前記第二対向部との間の距離Ｌ１を規定するスペーサが設けられ、
   前記スペーサは、前記第一対向部と前記第二対向部との間の最短距離Ｌ１を、前記第一基板の外面と前記第二基板の外面との間の最短距離Ｌ２よりも広く設定し、
   前記結合具は、ボルトであり、
   前記スペーサは、前記第一ケースに設けられ、前記ボルトが挿入される第一金属管と、前記第二ケースに設けられ、前記ボルトが挿入される第二金属管とを有する熱電変換ユニット。
2. 請求項１に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一対向部および前記第二対向部の両方に収容凹部が形成され、
   前記弾性部材は、前記第一対向部の収容凹部に設けられる第一弾性部材と、前記第二対向部の収容凹部に設けられる第二弾性部材からなる熱電変換ユニット。
3. 請求項２に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一弾性部材と前記第二弾性部材の少なくとも一つは、前記第一基板または前記第二基板に対して垂直方向に立設される板状部材からなる熱電変換ユニット。
4. 請求項２または３に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一弾性部材と前記第二弾性部材の少なくとも一つは、環状でかつ対応する前記ケースの前記対向部と前記基板の間を液密にする熱電変換ユニット。
5. 請求項１〜４のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一ケースと前記第二ケースは、それぞれ樹脂製のケース本体を有する熱電変換ユニット。
6. 請求項１に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一金属管または前記第二金属管の少なくとも一つの前記金属管は、対応する前記ケース本体から他の一つの前記金属管に向けて突出しかつ前記他の一つの前記金属管と当接する突出端部を有する熱電変換ユニット。

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