JPH08195509A - 熱電変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】装置全体が小形、コンパクト化するとともに、
熱損失が低減される熱電変換装置を提供する。 【構成】互いに対面される吸熱側絶縁基板１と放熱側絶
縁基板２に、それぞれ複数の吸熱プレート５および放熱
プレート６を斜め方向に配置し、これら絶縁基板１およ
び２を対向させた場合に上記吸熱プレート５と放熱プレ
ート６が相互に交差するようにし、これら吸熱プレート
５と放熱プレート６との交差位置に第１の導電型熱電素
子７および第２の導電型熱電素子８を接合したことを特
徴とするものであり、吸熱プレート５と放熱プレート６
が第１および第２の導電型熱電素子７、８を介して直接
的に導通するから熱損失が少なくなり、熱輸送効率が向
上し、かつ吸熱側および放熱側の絶縁基板１、２の幅を
小さくすることができ、これら対向面積を小さくするこ
とができるから熱損失を軽減することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、Ｎ型熱電素子およびＰ
型熱電素子を用いた熱電変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｎ型熱電素子およびＰ型熱電素子を用い
た従来の熱電変換装置の例を、図１３にもとづき説明す
る。図中、１１１〜１１３はＮ型熱電素子、１２１、１
２２、１２３はＰ型熱電素子、導電プレート１３１、１
３２、１３３および１４１、１４２は導電プレート、１
５１、１６１は絶縁シート、１７１は吸熱プレート、１
８１は放熱プレートである。上記Ｎ型熱電素子１１１〜
１１３およびＰ型熱電素子１２１〜１２３は交互に配列
されているとともに、導電プレート１３１、１４１、１
３２、１４２、１３３によりつづら折れに接合されてお
り、これら各熱電素子は直列に通電可能となっている。

【０００３】上記導電プレート１３１〜１３３の非接合
面は絶縁シート１５１を介して吸熱プレート１７１に密
接しており、導電プレート１４１および１４２の非接合
面は絶縁シート１６１を介して吸熱プレート１８１に密
接している。

【０００４】各熱電素子に直列通電することペルチェ効
果により、熱電素子と導電プレート１３１〜１３３の接
合面で吸熱が生じ、熱電素子と導電プレート１４１およ
び１４２の接合面で放熱が生じる。

【０００５】これらの熱は絶縁シート１５１または１６
１を介して吸熱プレート１７１または放熱プレート１８
１に伝熱される。したがって、吸熱プレート１７１の熱
が放熱プレート１８１に伝され、吸熱プレート１７１を
冷却することができる。ゆえに、電子冷凍装置として使
用されている。

【０００６】しかしながら、上記従来の構造は、吸熱プ
レート１７１の熱が絶縁シート１５１を介して導電プレ
ート１３１、１３２、１３３より各熱電素子に伝えら
れ、これら熱電素子は導電プレート１４１、１４２を経
て絶縁シート１６１を介して放熱プレート１８１に熱を
伝えるようになっているから、それぞれ絶縁シート１５
１、１６１と、吸熱プレート１７１および放熱プレート
１８１との接触部分で発生する熱損失（接触熱抵抗）が
大きく、熱輸送効率がよくないという問題があった。

【０００７】そこで、本出願人は、特開平５−１７５５
５６号公報に記載されている熱電変換装置を提案した。
このものは、吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板にそ
れぞれ切り込みを設け、これら切り込みにそれぞれコ字
形に成形された吸熱プレートおよび放熱プレートを貫通
し、これらコ字形に成形された吸熱プレートおよび放熱
プレートの底板部に直接、Ｎ型熱電素子およびＰ型熱電
素子を接触させ、これら吸熱プレートおよび放熱プレー
トでＮ型熱電素子およびＰ型熱電素子を挾んで積層構造
をなしている。

【０００８】このようにすると、図１３に示された導電
プレート１３１〜１３３、１４１、１４２および絶縁シ
ート１６１、１７１が不要であり、これら絶縁シート１
５１、１６１と、吸熱プレート１７１および放熱プレー
ト１８１との接触部分で発生していた熱損失（接触熱抵
抗）がなくなるから熱輸送効率が向上する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記公
報に記載された構造の場合、互いに対向される絶縁基板
間では、相互の距離が短い場合や対向面積の大きい場
合、一方の絶縁基板の対向面から相手の絶縁基板の対向
面に輻射熱が伝わり、熱損失が大きくなるという問題点
があるが、上記公報に示された従来の熱電変換装置は、
熱絶縁基板の面積が大きいことから、一方の絶縁基板の
対向面より相手の絶縁基板の対向面に輻射熱が伝わり、
このため熱損失が大きくなるという不具合があり、さら
には装置全体が大形になるという不具合もある。

【００１０】本発明はこのような事情にもとづきなされ
たもので、その目的とするところは、装置全体が小形、
コンパクト化するとともに、熱損失が低減される熱電変
換装置を提供しようとするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、所定
間隔を隔てて互いに対面され電気絶縁性および熱絶縁性
を有する吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板と、これ
ら吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板にそれぞれ斜め
方向に形成され、相互に交差して対向されるそれぞれ複
数の切り込みと、上記吸熱側絶縁基板の切り込みに貫通
され、電気および熱伝導性に優れた金属からなる複数の
吸熱プレートと、上記放熱側絶縁基板の切り込みに貫通
され、電気および熱伝導性に優れた金属からなる複数の
放熱プレートと、上記吸熱プレートと放熱プレートとの
それぞれ交差位置に設けられ、各吸熱プレートおよび放
熱プレートを電気的に直列に接続する第１の導電型熱電
素子および第２の導電型熱電素子と、を具備したことを
特徴とする熱電変換装置である。

【００１２】請求項２の発明は、上記吸熱プレートと、
第１の導電型熱電素子および第２の導電型熱電素子と、
放熱プレートとを、金属接合したことを特徴とする請求
項１に記載の熱電変換装置である。

【００１３】請求項３の発明は、上記吸熱側絶縁基板と
放熱側絶縁基板をボルトにより結合したことを特徴とす
る請求項１または請求項２に記載の熱電変換装置であ
る。請求項４の発明は、上記吸熱側絶縁基板および放熱
側絶縁基板の切り込みに貫通される吸熱プレートおよび
放熱プレートは、それぞれ貫通量を変更可能に圧入され
ていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいず
れか１に記載の熱電変換装置である。

【００１４】請求項５の発明は、上記吸熱側絶縁基板お
よび放熱側絶縁基板と、それぞれ吸熱プレートおよび放
熱プレートとをモールド成形により一体化したことを特
徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１に記載の
熱電変換装置である。

【００１５】請求項６の発明は、上記吸熱側絶縁基板お
よび放熱側絶縁基板には、長手方向に沿って補強部材が
設けられていることを特徴とする請求項１ないし請求項
５のいずれか１に記載の熱電変換装置である。

【００１６】請求項７の発明は、電気および熱伝導性に
優れた金属の押し出し材を切断して形成され、絶縁部材
を介在させて厚み方向に重ねるとともに斜めに配置され
た複数の吸熱プレートと、電気および熱伝導性に優れた
金属の押し出し材を切断して形成され、絶縁部材を介在
させて厚み方向に重ねるとともに上記吸熱プレートに対
して相互に交差して対向されるように斜めに配置された
複数の放熱プレートと、上記吸熱プレートと放熱プレー
トとのそれぞれ交差位置に設けられ、各吸熱プレートお
よび放熱プレートを電気的に直列に接続する第１の導電
型熱電素子および第２の導電型熱電素子と、を具備した
ことを特徴とする熱電変換装置である。

【００１７】請求項８の発明は、上記複数の吸熱プレー
トとこれに積層される絶縁部材、および複数の放熱プレ
ートとこれに積層される絶縁部材は、これらに挿通され
た絶縁ボルトにより結合されていることを特徴とする請
求項７に記載の熱電変換装置である。

【００１８】

【作用および発明の効果】請求項１の発明によると、吸
熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板にそれぞれ吸熱プレ
ートと放熱プレートが斜めに取付けられ、これら吸熱プ
レートと放熱プレートとのそれぞれ交差位置に第１の導
電型熱電素子および第２の導電型熱電素子とが接続され
るから、吸熱プレートと放熱プレートが図７に示される
導電プレート１３１〜１３３、１４１、１４２を兼用
し、格別な導電プレート１３１〜１３３、１４１、１４
２が不要であり、また絶縁シート１６１、１７１も不要
であり、これら導電プレート１３１〜１３３、１４１、
１４２や絶縁シート１６１、１７１による熱損失が零に
なるから熱輸送効率が向上する。

【００１９】しかも、吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁
基板に、それぞれ吸熱プレートと放熱プレートが斜めに
取付けられるから、吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基
板の幅を小さくすることができ、これら吸熱側絶縁基板
および放熱側絶縁基板の対向面積を小さくすることがで
きる。この結果、一方の絶縁基板の対向面から相手の絶
縁基板の対向面に輻射熱が伝わり難くなり、熱損失を軽
減することができる。また、装置全体の小形化が可能に
なる。

【００２０】請求項２の発明によれば、吸熱プレート
と、第１の導電型熱電素子および第２の導電型熱電素子
と、放熱プレートとを金属接合したから、これらの結合
強度が高くなるとともに、熱伝導性および電気伝導性が
良くなる。

【００２１】請求項３の発明によれば、吸熱側絶縁基板
と放熱側絶縁基板をボルトにより結合したから、熱電変
換装置が一体化される。請求項４の発明によれば、吸熱
側絶縁基板および放熱側絶縁基板の切り込みに貫通され
る吸熱プレートおよび放熱プレートはそれぞれ貫通量を
変更可能に圧入されているから、吸熱側絶縁基板と放熱
側絶縁基板との距離を変更可能となり、仕様に応じてこ
れらの距離を選定可能となる。これら絶縁基板の距離が
離れると、一方の絶縁基板の対向面から相手の絶縁基板
の対向面に輻射熱が伝わり難くなり、熱損失を軽減する
ことができる。

【００２２】請求項５の発明によれば、吸熱側絶縁基板
および放熱側絶縁基板と、それぞれ吸熱プレートおよび
放熱プレートとをモールド成形により一体化したから多
数の吸熱プレートおよび放熱プレートの位置決めが容易
であり、かつ機械的強度が向上し、多量生産が可能とな
る。

【００２３】請求項６の発明によれば、吸熱側絶縁基板
および放熱側絶縁基板の長手方向に沿って補強部材が設
けられているから、これら吸熱側絶縁基板および放熱側
絶縁基板の強度が向上し、変形などが防止される。

【００２４】請求項７の発明によれば、吸熱プレートお
よび放熱プレートはそれぞれ押し出し材を切断して形成
されるから、これら吸熱プレートおよび放熱プレートの
成形が容易であり、多量生産に有効である。しかも、こ
の場合、吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板が不要で
あるから、一方の絶縁基板の対向面から相手の絶縁基板
の対向面に対し輻射熱が伝わるという問題がなくなり、
熱損失が大幅に軽減される。

【００２５】請求項８の発明によれば、上記吸熱プレー
トとこれに積層される絶縁部材、および放熱プレートと
これに積層される絶縁部材は、これらに挿通された絶縁
ボルトにより結合されているから、簡単な構造で一体化
できる。

【００２６】

【実施例】以下本発明について、図１ないし図４に示す
第１の実施例にもとづき説明する。 図１は全体の分解
した斜視図、図２は組み立て状態の平面図、図３は展開
した側面図、図４は吸熱側絶縁基板と放熱側絶縁基板の
離間寸法Ｌを変えた場合の展開した側面図である。

【００２７】図において、１および２はそれぞれ吸熱側
絶縁基板および放熱側絶縁基板であり、これら絶縁基板
１および２は電気および熱絶縁性の合成樹脂等からなる
プレートにより形成されている。これら絶縁基板１およ
び２には、図２にも示すように、多数の切り込み３…お
よび４…が形成されている。これら切り込み３…および
４…は、それぞれ絶縁基板１および２の長手方向に対
し、例えば４５°の方向に傾斜する方向に設けられてい
る。そして、吸熱側絶縁基板１側の切り込み３…と、放
熱側絶縁基板２側の切り込み４…は、これら吸熱側絶縁
基板１と放熱側絶縁基板２を向い合わせた場合に、互い
に９０°の角度で交差するようになっている。また、両
端部を除いて上記吸熱側絶縁基板１側の切り込み３…
と、放熱側絶縁基板２側の切り込み４…は、互いに２本
以上の切り込みと交差するようになっている。

【００２８】上記吸熱側絶縁基板１側の切り込み３…、
および放熱側絶縁基板２側の切り込み４…には、それぞ
れ吸熱プレート５…および放熱プレート６…が圧入によ
り貫通されている。これら吸熱プレート５…および放熱
プレート６…は、銅、導電性アルミなどのような電気お
よび熱伝導性に優れた金属プレートからなる。

【００２９】これら切り込み３…および４…に挿入され
た吸熱プレート５…および放熱プレート６…は、吸熱側
絶縁基板１と放熱側絶縁基板２を向い合わせた場合に、
挿入先端面が互いに９０°の角度で交差するようになっ
ている。そして、両端部を除いて上記吸熱プレート５…
と、放熱プレート６…は、互いに２枚以上のプレートと
交差するようになっている。

【００３０】これら吸熱プレート５…と放熱プレート６
…の互いに向かい合った箇所で交差する部位には、第１
の導電型熱電素子７と第２の導電型熱電素子８が挾着さ
れている。第１の導電型熱電素子７はＮ型半導体からな
り、第２の導電型熱電素子８はＰ型半導体からなる。こ
れらＮ型熱電素子７およびＰ型熱電素子８はそれぞれ吸
熱プレート５と放熱プレート６の対向する面に半田付け
などのような金属接合されている。

【００３１】上記吸熱側絶縁基板１と放熱側絶縁基板２
は、それぞれの端部に形成した長孔などからなる連結孔
９…にボルト１０…を挿通し、ナット１１を螺合するこ
とにより相互に結合されている。

【００３２】このような構成により、図３に示す展開図
において、左端のＮ型熱電素子７が接合された吸熱プレ
ート５から通電すると、この吸熱プレート５、Ｎ型熱電
素子７、放熱プレート６、Ｐ型熱電素子８、吸熱プレー
ト５……の順につづら折れ状に直列通電がなされる。こ
のとき、各Ｎ型熱電素子７およびＰ型熱電素子８と、吸
熱プレート５および放熱プレート６との接合領域でペル
チェ効果により吸熱および発熱が生じ、吸熱プレート５
の温熱が放熱プレート６に伝熱輸送される。

【００３３】上記吸熱側絶縁基板１は、被吸熱流体が流
れる吸熱空間とＮ型熱電素子７およびＰ型熱電素子８が
収容された収容空間を仕切り、放熱側絶縁基板２は、被
放熱流体が流れる放熱空間とＮ型熱電素子７およびＰ型
熱電素子８が収容された収容空間を仕切っている。

【００３４】このような第１の実施例の場合、吸熱プレ
ート５と放熱プレート６とのそれぞれ交差位置にＮ型熱
電素子７およびＰ型熱電素子８が直接接合されるから、
図１３に示された従来のような格別な導電プレート１３
１〜１３３、１４１、１４２および絶縁シート１６１、
１７１が不要であり、これら絶縁シート１５１、１６１
と、吸熱プレート１７１および放熱プレート１８１との
接触部分で発生していた熱損失（接触熱抵抗）がなくな
る。

【００３５】しかも、吸熱プレート５と放熱プレート６
の対向する面に、Ｎ型熱電素子７およびＰ型熱電素子８
はそれぞれ半田付けなどのような金属接合により固定さ
れているから、電気伝導性および熱伝導性に優れる。こ
のため、熱輸送効率が向上する。

【００３６】そして、吸熱側絶縁基板１と放熱側絶縁基
板２の対向面積が大きいと、相互に輻射熱が伝わり、熱
輸送効率を低下させ、また吸熱側絶縁基板１と放熱側絶
縁基板２の離間距離Ｌが小さい場合も、相互に輻射熱が
伝わり、熱輸送効率が低下するが、上記実施例の場合、
吸熱側絶縁基板１および放熱側絶縁基板２に、それぞれ
吸熱プレート５と放熱プレート６を斜めに取付けるの
で、吸熱側絶縁基板１および放熱側絶縁基板２の幅を小
さくすることができる。よって、これら吸熱側絶縁基板
１と放熱側絶縁基板２の対向面積を小さくすることがで
き、この結果、一方の絶縁基板の対向面から相手の絶縁
基板の対向面に輻射熱が伝わり難くなり、熱損失を軽減
することができる。

【００３７】また、吸熱側絶縁基板１および放熱側絶縁
基板２の幅が小さくなるから、装置全体の小形化が可能
になる。そして、吸熱側絶縁基板１および放熱側絶縁基
板２の切り込み３…および４…に貫通される吸熱プレー
ト５…および放熱プレート６…それぞれ圧入により貫通
されているから貫通量を図４に示すように大きくするこ
とができる。加えて、吸熱側絶縁基板１と放熱側絶縁基
板２はボルト１０により結合したから、これら吸熱側絶
縁基板１と放熱側絶縁基板２の距離Ｌが変更可能とな
る。

【００３８】このため、熱電変換装置が一体化されるば
かりでなく、仕様に応じてこれらの距離を選定可能とな
り、これら絶縁基板の距離Ｌを離すと、一方の絶縁基板
の対向面から相手の絶縁基板の対向面に輻射熱が伝わり
難くなり、熱損失を軽減することができる。

【００３９】次に、図５ないし図６に示す第２の実施例
について説明する。この実施例は、吸熱側絶縁基板２１
に吸熱プレート２５…をモールド成形により一体的に組
み付けるとともに、放熱側絶縁基板２２に放熱吸熱プレ
ート２６…をモールド成形により一体的に組み付けた例
である。

【００４０】吸熱側絶縁基板２１および放熱側絶縁基板
２２は、それぞれ図６の（Ａ）図および（Ｂ）図に示す
通り、電気絶縁および熱絶縁性の合成樹脂により長尺な
プレート形状に形成されており、それぞれ左右端部に長
手方向に伸びる補強部材、例えば金属棒２３…を埋め込
んである。この補強用金属棒２３…により吸熱側絶縁基
板２１および放熱側絶縁基板２２のたわみ変形を防止す
るようになっている。

【００４１】また、いずれか一方の絶縁基板、本例では
吸熱側絶縁基板２１に、複数本の柱状ストッパ２４…を
起立成形し、これら柱状ストッパ２４…は上記吸熱側絶
縁基板２１を放熱側絶縁基板２２に向かい合わせた場合
に放熱側絶縁基板２２に当接して、これら吸熱側絶縁基
板２１と放熱側絶縁基板２２の間隔を所定の寸法Ｌに保
つようになっている。

【００４２】吸熱側絶縁基板２１には上記吸熱プレート
２５…が４５°の傾斜角をなしてモールドされている。
これら吸熱プレート２５…の先端は吸熱側絶縁基板２１
の前面側に所定長さを有して突出しており、この突出先
端は二股形状に形成されている。なお、吸熱プレート２
５…の先端部分は、上記二股部２５ａ、２５ａの先端面
を除いて樹脂コーティング２５ｂされている。

【００４３】吸熱プレート２５…の後端は吸熱側絶縁基
板２１の背面側に向けて所定長さを有して突出してお
り、この突出部には複数のスリット２５ｃ…が形成され
ている。これらスリット２５ｃ…は吸熱プレート２５…
の表面積を増すために形成したものである。

【００４４】一方、放熱側絶縁基板２２には上記放熱プ
レート２６…が４５°の傾斜角をなしてモールドされて
おり、これら放熱プレート２６…は、上記吸熱側絶縁基
板２１と放熱側絶縁基板２２を対向させた場合に、上記
吸熱プレート２５…と交差するようになっている。

【００４５】放熱プレート２６…の先端は放熱側絶縁基
板２２の前面とほぼ面一となるように取付けられてお
り、この先端面にＮ型熱電素子２７およびＰ型熱電素子
２８が半田付けなどのような金属接合にて接合されてい
る。これらＮ型熱電素子２７およびＰ型熱電素子２８
は、前記吸熱プレート２５…の二股部２５ａ、２５ａの
先端面に半田付けなどのような金属接合にて接合される
ようになっている。

【００４６】なお、放熱プレート２６…の先端面も、上
記Ｎ型熱電素子２７およびＰ型熱電素子２８を除いて樹
脂コーティング２６ｂされている。また、放熱プレート
２６…の後端は放熱側絶縁基板２２の背面側に向けて所
定長さを有して突出しており、この突出部には複数のス
リット２６ｃ…が形成されている。これらスリット２６
ｃ…も放熱プレート２６…の表面積を増すために形成し
たものである。

【００４７】このようにモールド成形された吸熱側絶縁
基板２１と放熱側絶縁基板２２は、それぞれに形成した
連結孔２９…に図示を省略したボルトを挿通して螺着す
ることにより相互に結合される。

【００４８】このような第２の実施例の場合も、吸熱プ
レート２５、Ｎ型熱電素子２７、放熱プレート２６、Ｐ
型熱電素子２８、吸熱プレート２５……の順につづら折
れ状に直列通電をすると、各Ｎ型熱電素子２７およびＰ
型熱電素子２８と、吸熱プレート２５および放熱プレー
ト２６との接合領域でペルチェ効果により吸熱および発
熱が生じ、吸熱プレート２５の温熱が放熱プレート２６
に伝熱輸送される。

【００４９】そして、この実施例の場合も、吸熱側絶縁
基板２１および放熱側絶縁基板２２に、それぞれ吸熱プ
レート２５と放熱プレート２６を斜めに配置してモール
ドしたので、吸熱側絶縁基板２１および放熱側絶縁基板
２２の幅を小さくすることができる。よって、これら吸
熱側絶縁基板２１と放熱側絶縁基板２２の対向面積を小
さくすることができ、この結果、一方の絶縁基板の対向
面から相手の絶縁基板の対向面に輻射熱が伝わり難くな
り、熱損失を軽減することができる。

【００５０】また、吸熱側絶縁基板２１および放熱側絶
縁基板２２の幅が小さくなるから、装置全体の小形化が
可能になる。そして、吸熱側絶縁基板２１および放熱側
絶縁基板２２と、それぞれ吸熱プレート２５…および放
熱プレート２６…をモールド成形により一体化したから
多数の吸熱プレート２５…および放熱プレート２６…位
置決めが容易であり、かつ機械的強度が向上し、多量生
産が可能となる。

【００５１】さらに、吸熱側絶縁基板２１および放熱側
絶縁基板２２の長手方向に沿って補強用金属棒２３が設
けられているから、これら吸熱側絶縁基板２１および放
熱側絶縁基板２２の強度が向上し、変形などが防止され
る。

【００５２】次に、第３の実施例について、図７ないし
図９にもとづき説明する。この実施例は、吸熱側絶縁基
板および放熱側絶縁基板を使用せず、しかも吸熱プレー
ト３５…および放熱プレート３６…が、電気および熱伝
導性に優れた金属からなる押し出し材により形成された
例を示す。すなわち、吸熱プレート３５…は、図９の
（Ａ）に示すように、導電性アルミニウムなどのような
電気および熱伝導性に優れた金属により押し出し成形さ
れた長尺物から、所定厚みに切断されて形成されたもの
である。吸熱プレート３５…は基端部３５ａを有し、こ
の基端部３５ａの板厚は他の部分よりも厚く形成されて
いる。なお、この肉厚な基端部３５ａは、基端部３５ａ
を除く他の部分を削り取ることによってこの部分のみを
厚肉に形成することができる。

【００５３】この吸熱プレート３５…は基端部３５ａに
貫通孔３５ｂを有し、この基端部３５ａの一端に二股状
の突出部３５ｃ、３５ｃを備え、かつ他端に多数のフィ
ン３５ｄ…を備えている。

【００５４】二股状の突出部３５ｃ、３５ｃの先端に
は、Ｎ型熱電素子３７およびＰ型熱電素子３８が接合さ
れている。このような吸熱プレート３５…は、図７およ
び図８に示すように、多数枚を重ね合わせるとともに端
部に挾持ブロック４１、４２を配し、これら挾持ブロッ
ク４１、４２および多数枚の吸熱プレート３５…を、貫
通孔３５ｂに挿通したボルト４３により締結して組み合
わされる。

【００５５】この場合、各吸熱プレート３５…は、ボル
ト４３の挿通方向に対して４５°の角度で傾斜されてお
り、隣接する吸熱プレート３５…の基端部３５ａ間の接
触面には絶縁接着剤や絶縁性粘着テープ４５が設けられ
て隣接する吸熱プレート３５…相互の絶縁を保持してい
る。なお、ボルト４３も、表面がテフロンコーティング
などの絶縁被膜（層）を形成することにより絶縁処理さ
れている。

【００５６】一方、放熱プレート３６…も、図９の
（Ｂ）に示すように、導電性アルミニウムなどにより押
し出し成形された長尺物から、所定厚みに切断されて形
成されたものである。放熱プレート３６…も基端部３６
ａを有し、この基端部３６ａの板厚は他の部分よりも厚
く形成されている。なお、この肉厚な基端部３６ａは、
基端部３６ａを除く他の部分を削り取ることによってこ
の部分のみを厚肉に形成することができる。

【００５７】この放熱プレート３６…は基端部３６ａに
貫通孔３６ｂを有し、この基端部３６ａの多数のフィン
３６ｄ…を備えている。このような放熱プレート３６…
は、図７および図８に示すように、多数枚を重ね合わせ
るとともに端部に挾持ブロック４６、４７を配し、これ
ら挾持ブロック４６、４７および多数枚の吸熱プレート
３６…を、貫通孔３６ｂに挿通したボルト４８により締
結して組み合わされる。この場合、各吸熱プレート３６
…は、ボルト４８の挿通方向に対して４５°の角度で傾
斜されており、隣接する吸熱プレート３６…の基端部３
６ａ間の接触面には絶縁接着剤や絶縁性粘着テープ４９
が設けられて隣接する吸熱プレート３６…相互の絶縁を
保持している。なお、ボルト４８も、表面がテフロンコ
ーティングなどの絶縁被膜（層）を形成することにより
絶縁処理されている。

【００５８】このような構成の組み付け体は、それぞれ
の吸熱プレート３５…と放熱プレート３６…が相互に交
差するように向い合わせ、これら吸熱プレート３５…と
放熱プレート３６…の交差位置でＮ型熱電素子３７およ
びＰ型熱電素子３８を挾持し、金属接合などの手段で接
合する。

【００５９】このような構造の第３の実施例の場合も、
吸熱プレート３５、Ｎ型熱電素子３７、放熱プレート３
６、Ｐ型熱電素子３８、吸熱プレート３５……の順につ
づら折れ状に直列通電をすると、各Ｎ型熱電素子３７お
よびＰ型熱電素子３８と、吸熱プレート３５および放熱
プレート３６との接合領域でペルチェ効果により吸熱お
よび発熱が生じ、吸熱プレート３５の温熱が放熱プレー
ト３６に伝熱輸送される。

【００６０】そして、この実施例の場合、押し出し材か
ら切り出した吸熱プレート３５…および放熱プレート３
６…を重ねて構成してあるから、格別な吸熱側絶縁基板
および放熱側絶縁基板が不要になる。しかも、吸熱プレ
ート３５…および放熱プレート３６…は押し出し材から
成形できるので、多量に生産でき、安価になる。

【００６１】また、吸熱プレート３５…および放熱プレ
ート３６…の重ね枚数を変更することにより熱伝輸送能
力を変更することができ、種々の能力の熱変換装置を得
ることができる。

【００６２】なお、図７ないし図９に示す第３の実施例
の場合、吸熱プレート３５…および放熱プレート３６…
にそれぞれ肉厚の基端部３５ａ、３６ａを形成したが、
このような肉厚部を得るには押し出し材を所定厚さに切
断した後、他の部分を切除するという２次加工が必要に
なる。そこで、図１０ないし図１２に示す第４の実施例
のようにすることもできる。この例は、各吸熱プレート
５５…および放熱プレート５６…はそれぞれ肉厚が全体
に均等に形成されており、隣接する吸熱プレート５５…
および放熱プレート５６…間には、樹脂などからなる絶
縁スペーサ５２…、５３…を接着剤などにより接合し
て、またはボルト５９により締結することにより介挿し
てある。

【００６３】このようにすれば、吸熱プレート５５…お
よび放熱プレート５６…は、均一な厚さにすりことがで
きるので、押し出し材を所定厚さに切断するだけで容易
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示し、熱電変換装置の
分解した斜視図。

【図２】同実施例の組み立て状態の平面図。

【図３】同実施例の展開した側面図。

【図４】同実施例の吸熱側絶縁基板と放熱側絶縁基板の
離間寸法Ｌを変えた場合の展開した側面図。

【図５】本発明の第２の実施例を示し、図６のＶ−Ｖ線
に沿う断面図。

【図６】（Ａ）図は同実施例の吸熱側絶縁基板の正面
図、（Ｂ）図は同実施例の放熱側絶縁基板の正面図。

【図７】本発明の第３の実施例を示し、熱電変換装置の
斜視図。

【図８】同実施例の断面図。

【図９】（Ａ）図は同実施例の吸熱プレートの斜視図、
（Ｂ）図は同実施例の放熱プレートの斜視図。

【図１０】本発明の第４の実施例を示し、熱電変換装置
の斜視図。

【図１１】同実施例の断面図。

【図１２】（Ａ）図は同実施例の吸熱プレートの斜視
図、（Ｂ）図は同実施例の放熱プレートの斜視図。

【図１３】従来の熱電変換装置の断面図。

【符号の説明】

１、２１…吸熱側絶縁基板 ２、２２…放熱側絶
縁基板 ３、４…切り込み ５、２５、３５、５５…吸熱プレート ６、２６、３６、５６…放熱プレート ７、２７、３７…第１の導電型熱電素子（Ｎ型半導体） ８、２８、３８…第２の導電型熱電素子（Ｐ型半導体） ９…連結孔 １０…ボルト １１…ナット ２５ａ…二股部 ２５ｃ…スリット ２６ｃ…スリット ３５ａ、３６ａ…基端部 ３５ｄ、３６ｄ…フィン ４１、４１、４６、４７…挾持ブロック ４３、４８…ボルト ４５…絶縁性
粘着テープ ５２、５３…絶縁スペーサ ５９…ボルト。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定間隔を隔てて互いに対面され電気絶
   縁性および熱絶縁性を有する吸熱側絶縁基板および放熱
   側絶縁基板と、 これら吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基板にそれぞれ
   斜め方向に形成され、相互に交差して対向されるそれぞ
   れ複数の切り込みと、 上記吸熱側絶縁基板の切り込みに貫通され、電気および
   熱伝導性に優れた金属からなる複数の吸熱プレートと、 上記放熱側絶縁基板の切り込みに貫通され、電気および
   熱伝導性に優れた金属からなる複数の放熱プレートと、 上記吸熱プレートと放熱プレートとのそれぞれ交差位置
   に設けられ、各吸熱プレートおよび放熱プレートを電気
   的に直列に接続する第１の導電型熱電素子および第２の
   導電型熱電素子と、 を具備したことを特徴とする熱電変換装置。
2. 【請求項２】 上記吸熱プレートと、第１の導電型熱電
   素子および第２の導電型熱電素子と、放熱プレートと
   を、金属接合したことを特徴とする請求項１に記載の熱
   電変換装置。
3. 【請求項３】 上記吸熱側絶縁基板と放熱側絶縁基板を
   ボルトにより結合したことを特徴とする請求項１または
   請求項２に記載の熱電変換装置。
4. 【請求項４】 上記吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基
   板の切り込みに貫通される吸熱プレートおよび放熱プレ
   ートは、それぞれ貫通量を変更可能に圧入されているこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１に
   記載の熱電変換装置。
5. 【請求項５】 上記吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基
   板と、それぞれ吸熱プレートおよび放熱プレートとをモ
   ールド成形により一体化したことを特徴とする請求項１
   ないし請求項３のいずれか１に記載の熱電変換装置。
6. 【請求項６】 上記吸熱側絶縁基板および放熱側絶縁基
   板には、長手方向に沿って補強部材が設けられているこ
   とを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれか１に
   記載の熱電変換装置。
7. 【請求項７】 電気および熱伝導性に優れた金属の押し
   出し材を切断して形成され、絶縁部材を介在させて厚み
   方向に重ねるとともに斜めに配置された複数の吸熱プレ
   ートと、 電気および熱伝導性に優れた金属の押し出し材を切断し
   て形成され、絶縁部材を介在させて厚み方向に重ねると
   ともに上記吸熱プレートに対して相互に交差して対向さ
   れるように斜めに配置された複数の放熱プレートと、 上記吸熱プレートと放熱プレートとのそれぞれ交差位置
   に設けられ、各吸熱プレートおよび放熱プレートを電気
   的に直列に接続する第１の導電型熱電素子および第２の
   導電型熱電素子と、 を具備したことを特徴とする熱電変換装置。
8. 【請求項８】 上記複数の吸熱プレートとこれに積層さ
   れる絶縁部材、および複数の放熱プレートとこれに積層
   される絶縁部材は、これらに挿通された絶縁ボルトによ
   り結合されていることを特徴とする請求項７に記載の熱
   電変換装置。