JPH08321635A - ペルチェモジュール - Google Patents
ペルチェモジュールInfo
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- JPH08321635A JPH08321635A JP7128691A JP12869195A JPH08321635A JP H08321635 A JPH08321635 A JP H08321635A JP 7128691 A JP7128691 A JP 7128691A JP 12869195 A JP12869195 A JP 12869195A JP H08321635 A JPH08321635 A JP H08321635A
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- Japan
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- peltier
- substrate
- thermal stress
- peltier element
- heat exchange
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 熱応力に対するペルチェ素子と基板との接合
部の信頼性を高める。 【構成】 一対の基板２，２間に複数個のペルチェ素子
１，１を並置配設するとともに各基板２に設けた接合電
極１０にペルチェ素子１０を接合したペルチェモジュー
ルにおいて、接合電極１０が設けられている基板は、ペ
ルチェ素子実装部のペルチェ素子接合部間に、熱応力に
応じて変形する熱応力吸収部２０を備えている。熱応力
に応じて変形する熱応力吸収部２０を基板２におけるペ
ルチェ素子実装部のペルチェ素子接合部間に設けている
ために、熱応力吸収部２０が基板２とペルチェ素子１と
の間に働く熱応力を確実に吸収する。
部の信頼性を高める。 【構成】 一対の基板２，２間に複数個のペルチェ素子
１，１を並置配設するとともに各基板２に設けた接合電
極１０にペルチェ素子１０を接合したペルチェモジュー
ルにおいて、接合電極１０が設けられている基板は、ペ
ルチェ素子実装部のペルチェ素子接合部間に、熱応力に
応じて変形する熱応力吸収部２０を備えている。熱応力
に応じて変形する熱応力吸収部２０を基板２におけるペ
ルチェ素子実装部のペルチェ素子接合部間に設けている
ために、熱応力吸収部２０が基板２とペルチェ素子１と
の間に働く熱応力を確実に吸収する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は複数のペルチェ素子から
なるペルチェモジュールに関するものである。
なるペルチェモジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】一対の基板間に複数個の熱電変換素子で
あるペルチェ素子を並置配設するとともに各基板に設け
た接合電極にペルチェ素子を接合することで各ペルチェ
素子を電気的に直列に且つ熱的に並列になるように接続
配置したペルチェモジュールでは、一方の基板が加熱
側、他方の基板が冷却側として作用するが、このために
両基板は熱膨張及び熱収縮を行うことになり、この熱膨
張及び熱収縮が原因で基板とペルチェ素子との接合部に
接合面と平行な方向の熱応力が加わる。各基板には熱交
換部材が密着固定されるが、この熱交換部材と基板との
熱膨張係数の差が上記熱応力を更に大きくする。このよ
うな熱応力は、ペルチェモジュールとしての性能を低下
させ、接合部の信頼性も低下させる。時には接合部の疲
労破壊やペルチェ素子の破壊も招く。
あるペルチェ素子を並置配設するとともに各基板に設け
た接合電極にペルチェ素子を接合することで各ペルチェ
素子を電気的に直列に且つ熱的に並列になるように接続
配置したペルチェモジュールでは、一方の基板が加熱
側、他方の基板が冷却側として作用するが、このために
両基板は熱膨張及び熱収縮を行うことになり、この熱膨
張及び熱収縮が原因で基板とペルチェ素子との接合部に
接合面と平行な方向の熱応力が加わる。各基板には熱交
換部材が密着固定されるが、この熱交換部材と基板との
熱膨張係数の差が上記熱応力を更に大きくする。このよ
うな熱応力は、ペルチェモジュールとしての性能を低下
させ、接合部の信頼性も低下させる。時には接合部の疲
労破壊やペルチェ素子の破壊も招く。
【０００３】このために、実開昭６２−５１７７０号公
報に示されたものでは、熱膨張側となる基板に密着固定
させた熱交換部材に変形によって熱応力を吸収する熱応
力吸収部を設けることがなされている。
報に示されたものでは、熱膨張側となる基板に密着固定
させた熱交換部材に変形によって熱応力を吸収する熱応
力吸収部を設けることがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記構成にお
ける熱応力吸収部は、熱交換部材における基板との接合
領域の外側に設けられており、ペルチェ素子と基板との
間に働く熱応力の低減については殆ど効果のないもので
あった。本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは熱応力に対するペルチェ素
子と基板との接合部の信頼性をより向上させたペルチェ
モジュールを提供するにある。
ける熱応力吸収部は、熱交換部材における基板との接合
領域の外側に設けられており、ペルチェ素子と基板との
間に働く熱応力の低減については殆ど効果のないもので
あった。本発明はこのような点に鑑み為されたものであ
り、その目的とするところは熱応力に対するペルチェ素
子と基板との接合部の信頼性をより向上させたペルチェ
モジュールを提供するにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】しかして本発明は、一対
の基板間に複数個のペルチェ素子を並置配設するととも
に各基板に設けた接合電極にペルチェ素子が接合されて
いるペルチェモジュールにおいて、接合電極が設けられ
ている基板は、ペルチェ素子実装部のペルチェ素子接合
部間に、熱応力に応じて変形する熱応力吸収部を備えて
いることに主たる特徴を有している。
の基板間に複数個のペルチェ素子を並置配設するととも
に各基板に設けた接合電極にペルチェ素子が接合されて
いるペルチェモジュールにおいて、接合電極が設けられ
ている基板は、ペルチェ素子実装部のペルチェ素子接合
部間に、熱応力に応じて変形する熱応力吸収部を備えて
いることに主たる特徴を有している。
【０００６】ここにおける熱応力吸収部はペルチェ素子
接合部の間に形成する突条を好適に用いることができ、
この突条がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねてい
るならばより好ましいものとなる。また本発明は、熱交
換部材が夫々の外面に固着される一対の基板間に複数個
のペルチェ素子を並置配設するとともに各基板に設けた
接合電極にペルチェ素子が接合されているペルチェモジ
ュールにおいて、基板はペルチェ素子実装部領域の外周
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れており、基板のペルチェ素子実装領域における外面と
熱交換部材との間には微小隙間が設けられていることに
他の特徴を有している。
接合部の間に形成する突条を好適に用いることができ、
この突条がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねてい
るならばより好ましいものとなる。また本発明は、熱交
換部材が夫々の外面に固着される一対の基板間に複数個
のペルチェ素子を並置配設するとともに各基板に設けた
接合電極にペルチェ素子が接合されているペルチェモジ
ュールにおいて、基板はペルチェ素子実装部領域の外周
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れており、基板のペルチェ素子実装領域における外面と
熱交換部材との間には微小隙間が設けられていることに
他の特徴を有している。
【０００７】
【作用】本発明によれば、熱応力に応じて変形する熱応
力吸収部を基板におけるペルチェ素子実装部のペルチェ
素子接合部間に設けているために、熱応力吸収部が基板
とペルチェ素子との間に働く熱応力を確実に吸収する。
この時、基板に設ける熱応力吸収部としてペルチェ素子
接合部の間に形成する突条を用いた場合、熱応力吸収部
を簡便に形成することができ、この突条がペルチェ素子
の配列位置決め部材を兼ねているならば、組立性の向上
を図ることができる。
力吸収部を基板におけるペルチェ素子実装部のペルチェ
素子接合部間に設けているために、熱応力吸収部が基板
とペルチェ素子との間に働く熱応力を確実に吸収する。
この時、基板に設ける熱応力吸収部としてペルチェ素子
接合部の間に形成する突条を用いた場合、熱応力吸収部
を簡便に形成することができ、この突条がペルチェ素子
の配列位置決め部材を兼ねているならば、組立性の向上
を図ることができる。
【０００８】また基板がペルチェ素子実装部領域の外周
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れ、基板のペルチェ素子実装領域における外面と熱交換
部材との間には微小隙間が設けられているものでは、こ
の隙間が基板の熱膨張及び熱収縮によるところの湾曲を
許すために、熱応力が基板とペルチェ素子との接合部に
かからず、したがって熱応力による問題を排除すること
ができる。
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れ、基板のペルチェ素子実装領域における外面と熱交換
部材との間には微小隙間が設けられているものでは、こ
の隙間が基板の熱膨張及び熱収縮によるところの湾曲を
許すために、熱応力が基板とペルチェ素子との接合部に
かからず、したがって熱応力による問題を排除すること
ができる。
【０００９】
【実施例】以下本発明を図示の実施例に基づいて詳述す
ると、ここで示すペルチェモジュールは、図１に示すよ
うに、複数のペルチェ素子１，一対の基板２，２、筒状
のシール枠３、基板２の四隅において一対の基板２，２
同士を連結している筒状の支柱４で構成されている。
ると、ここで示すペルチェモジュールは、図１に示すよ
うに、複数のペルチェ素子１，一対の基板２，２、筒状
のシール枠３、基板２の四隅において一対の基板２，２
同士を連結している筒状の支柱４で構成されている。
【００１０】各ペルチェ素子１はＰ型の素子とＮ型の素
子とが基板２，２の対向面に形成された接合電極１０に
よってπ型に順次接続されることで、電気的に直列に且
つ熱的に並列に接続されている。また、各基板２におけ
る接合電極１０とペルチェ素子１とで構成される上記直
列回路の両端は、各基板２の対向面に形成されていると
ともに外部との接続用の端子部１２を備えているリード
電極１１に接続されている。
子とが基板２，２の対向面に形成された接合電極１０に
よってπ型に順次接続されることで、電気的に直列に且
つ熱的に並列に接続されている。また、各基板２におけ
る接合電極１０とペルチェ素子１とで構成される上記直
列回路の両端は、各基板２の対向面に形成されていると
ともに外部との接続用の端子部１２を備えているリード
電極１１に接続されている。
【００１１】図５に一方の基板２を、図６に他方の基板
２を示す。両基板２においては、ペルチェ素子１の直列
接続のために接合電極１０の位置がずらされている。ま
た、図から明らかなように、各基板２に設けられたリー
ド電極１１は、接合電極１０の配置部分、つまり複数の
ペルチェ素子１の配置部分を囲む閉ループを構成する環
状のものとして形成されている。
２を示す。両基板２においては、ペルチェ素子１の直列
接続のために接合電極１０の位置がずらされている。ま
た、図から明らかなように、各基板２に設けられたリー
ド電極１１は、接合電極１０の配置部分、つまり複数の
ペルチェ素子１の配置部分を囲む閉ループを構成する環
状のものとして形成されている。
【００１２】少なくとも表面が電気絶縁性を有するもの
となっている上記基板２は、アルミナまたは窒化アルミ
のような単体、あるいはアルミの表面にアルマイト処理
をしたもの、アルミの表面にアルミナまたは酸化ケイ素
層を形成したもの、銅の表面に薄い接着絶縁層を形成し
たものなどの複合材で形成されており、接合電極１０や
リード電極１１、端子部１２などはたとえば基板２表面
への溶射工法で形成されている。
となっている上記基板２は、アルミナまたは窒化アルミ
のような単体、あるいはアルミの表面にアルマイト処理
をしたもの、アルミの表面にアルミナまたは酸化ケイ素
層を形成したもの、銅の表面に薄い接着絶縁層を形成し
たものなどの複合材で形成されており、接合電極１０や
リード電極１１、端子部１２などはたとえば基板２表面
への溶射工法で形成されている。
【００１３】前記シール枠３は、ペルチェ素子１の配置
部分を密封するためのもので、たとえばＡＢＳ樹脂、非
親水性処理が施された紙などの絶縁材で筒状に形成され
ており、両端開口縁が各基板２の前記リード電極１１の
閉ループ部分に接合されることで、基板２，２と併せ
て、全ペルチェ素子１の配置空間を防湿のために密閉し
ている。ここで、シール枠３とリード電極１１との接合
は、シール枠３におけるリード電極１１との接合に供す
る部分に、予め銅、ニッケル、錫等の金属膜をメッキや
溶射などにより形成しておき、リード電極１１にはろう
付けや半田付けで接合している。これは、長期的に見れ
ば水分の侵入を許しやすい接着剤の使用を避けるためで
ある。なお、ここにおけるシール枠３は、基板２，２の
対向方向における荷重を担うものともなっている。
部分を密封するためのもので、たとえばＡＢＳ樹脂、非
親水性処理が施された紙などの絶縁材で筒状に形成され
ており、両端開口縁が各基板２の前記リード電極１１の
閉ループ部分に接合されることで、基板２，２と併せ
て、全ペルチェ素子１の配置空間を防湿のために密閉し
ている。ここで、シール枠３とリード電極１１との接合
は、シール枠３におけるリード電極１１との接合に供す
る部分に、予め銅、ニッケル、錫等の金属膜をメッキや
溶射などにより形成しておき、リード電極１１にはろう
付けや半田付けで接合している。これは、長期的に見れ
ば水分の侵入を許しやすい接着剤の使用を避けるためで
ある。なお、ここにおけるシール枠３は、基板２，２の
対向方向における荷重を担うものともなっている。
【００１４】筒状の各支柱４はたとえば熱伝導度の低い
ファイバープラスチックなどで形成されているとともに
その両端に銅、ニッケル、錫等の金属膜４０がメッキや
溶射などで形成されたもので、基板２側に溶射等で設け
た金属部１３にシール枠３の場合と同様にろう付けや半
田付けで接合されている。なお、金属部１３はリード電
極１１に対して絶縁されている。
ファイバープラスチックなどで形成されているとともに
その両端に銅、ニッケル、錫等の金属膜４０がメッキや
溶射などで形成されたもので、基板２側に溶射等で設け
た金属部１３にシール枠３の場合と同様にろう付けや半
田付けで接合されている。なお、金属部１３はリード電
極１１に対して絶縁されている。
【００１５】そして、上記ペルチェ素子１は、接合電極
１０に直接接合されるのではなく、熱応力緩和のための
緩和部材１５を介して接合電極１０に接合されている。
緩和部材１５は、電気伝導度及び熱伝導度が高く且つペ
ルチェ素子１とヤング率がほぼ等しい材質、たとえば焼
鈍した銅からなるもので、ペルチェ素子１の両面に無害
の金属を予めメッキしておき、ニッケル、金、半田等の
メッキが施された緩和部材１５をペルチェ素子１の両面
に半田接合することで、ペルチェ素子１を一対の緩和部
材１５，１５でサンドイッチしておき、このサンドイッ
チ構造となったペルチェ素子１を基板１の接合電極１０
に半田接合もしくは金属ペーストにより接合してある。
緩和部材１５として銅を用いているのは、電気伝導度及
び熱伝導度が高く且つ安価な材料であるためであり、ま
た焼鈍してあるのは、ペルチェ素子１に比して高い銅の
ヤング率をペルチェ素子１のヤング率とほぼ同じ値まで
下げるためである。
１０に直接接合されるのではなく、熱応力緩和のための
緩和部材１５を介して接合電極１０に接合されている。
緩和部材１５は、電気伝導度及び熱伝導度が高く且つペ
ルチェ素子１とヤング率がほぼ等しい材質、たとえば焼
鈍した銅からなるもので、ペルチェ素子１の両面に無害
の金属を予めメッキしておき、ニッケル、金、半田等の
メッキが施された緩和部材１５をペルチェ素子１の両面
に半田接合することで、ペルチェ素子１を一対の緩和部
材１５，１５でサンドイッチしておき、このサンドイッ
チ構造となったペルチェ素子１を基板１の接合電極１０
に半田接合もしくは金属ペーストにより接合してある。
緩和部材１５として銅を用いているのは、電気伝導度及
び熱伝導度が高く且つ安価な材料であるためであり、ま
た焼鈍してあるのは、ペルチェ素子１に比して高い銅の
ヤング率をペルチェ素子１のヤング率とほぼ同じ値まで
下げるためである。
【００１６】このようにペルチェ素子１と基板２との間
に緩和部材１５を介在させた場合、ペルチェ素子１の抵
抗値を小さく保ちつつ実質的な高さを大きくすることが
でき、そしてペルチェ素子１と緩和部材１５との一体部
材に熱応力が加わることになるためにペルチェ素子１と
緩和部材１５との接合部にかかる熱応力を軽減すること
ができるほか、加熱側となる基板２と冷却側となる基板
２との間の距離をかせぐことができるため、熱輻射によ
るロスを低減して性能向上を図ることができるものとも
なる。
に緩和部材１５を介在させた場合、ペルチェ素子１の抵
抗値を小さく保ちつつ実質的な高さを大きくすることが
でき、そしてペルチェ素子１と緩和部材１５との一体部
材に熱応力が加わることになるためにペルチェ素子１と
緩和部材１５との接合部にかかる熱応力を軽減すること
ができるほか、加熱側となる基板２と冷却側となる基板
２との間の距離をかせぐことができるため、熱輻射によ
るロスを低減して性能向上を図ることができるものとも
なる。
【００１７】また各基板２は、接合電極１０，１０間の
部分及び接合電極１０とリード電極１１との間の部分
に、互いの対向面側に突出する複数本の突条からなる熱
応力吸収部２０を備えている。各基板２，２の外面側に
は、上記筒状の支柱４を貫通するボルトによって、熱交
換部材が固着される。上記熱応力吸収部２０は、基板２
が図７に示すようにアルミ２１の表面にアルミナ層２２
を設けたものである場合、アルミの薄板２１（たとえば
厚み０．１ｍｍ）に金型等で絞りを入れることで形成さ
れ、アルミナ層２２や電極１０，１１は熱応力吸収部２
０の形成後に形成される。
部分及び接合電極１０とリード電極１１との間の部分
に、互いの対向面側に突出する複数本の突条からなる熱
応力吸収部２０を備えている。各基板２，２の外面側に
は、上記筒状の支柱４を貫通するボルトによって、熱交
換部材が固着される。上記熱応力吸収部２０は、基板２
が図７に示すようにアルミ２１の表面にアルミナ層２２
を設けたものである場合、アルミの薄板２１（たとえば
厚み０．１ｍｍ）に金型等で絞りを入れることで形成さ
れ、アルミナ層２２や電極１０，１１は熱応力吸収部２
０の形成後に形成される。
【００１８】この熱応力吸収部２０は、基板２の面に沿
った方向の熱による伸縮の自由度を高めるものであり、
基板２とペルチェ素子１（緩和部材１５）との接合部に
かかる熱応力そのものを軽減する。しかも、一対の基板
２，２の両方に、熱応力吸収部２０が接合電極１０間を
通るように多数設けられており、基板２の熱膨張及び熱
収縮は、基板２のペルチェ素子１の実装領域内におい
て、これら熱応力吸収部２０で夫々吸収してしまうもの
であり、ペルチェ素子１と基板２との各接合部にかかる
熱応力はきわめて微小であって、熱応力による問題を招
くことがないものである。加えるに、緩和部材１５の存
在が前述のようにペルチェ素子１自体にかかる応力を軽
減することもあって、ペルチェ素子１が熱応力によって
破損することはない。
った方向の熱による伸縮の自由度を高めるものであり、
基板２とペルチェ素子１（緩和部材１５）との接合部に
かかる熱応力そのものを軽減する。しかも、一対の基板
２，２の両方に、熱応力吸収部２０が接合電極１０間を
通るように多数設けられており、基板２の熱膨張及び熱
収縮は、基板２のペルチェ素子１の実装領域内におい
て、これら熱応力吸収部２０で夫々吸収してしまうもの
であり、ペルチェ素子１と基板２との各接合部にかかる
熱応力はきわめて微小であって、熱応力による問題を招
くことがないものである。加えるに、緩和部材１５の存
在が前述のようにペルチェ素子１自体にかかる応力を軽
減することもあって、ペルチェ素子１が熱応力によって
破損することはない。
【００１９】さらに、接合電極１０とリード電極１１と
の間の部分に設けた熱応力吸収部は、支柱４部分を利用
して基板２に熱交換部材を取り付ける際のねじ締めトル
ク圧が上記接合部に影響することを軽減することにもな
る。このように基板２に熱膨張及び熱収縮によって変形
する部分を設けて接合部にかかる応力の軽減を図る関係
上、基板２としては従来より用いられてものに比して、
厚みの薄いシート状ものが好ましく、この点は熱電性能
の向上にも好ましい。
の間の部分に設けた熱応力吸収部は、支柱４部分を利用
して基板２に熱交換部材を取り付ける際のねじ締めトル
ク圧が上記接合部に影響することを軽減することにもな
る。このように基板２に熱膨張及び熱収縮によって変形
する部分を設けて接合部にかかる応力の軽減を図る関係
上、基板２としては従来より用いられてものに比して、
厚みの薄いシート状ものが好ましく、この点は熱電性能
の向上にも好ましい。
【００２０】また図７に示すように、突条として形成さ
れた熱応力吸収部２０に接合電極１０の一部が乗り上げ
るようにしておき、この乗り上げ部分でペルチェ素子１
（と緩和部材１５のブロック）の位置を規制するように
して、熱応力吸収部２０がペルチェ素子１の配列位置決
め部材を兼ねるようにしておけば、組立時のばらつきを
軽減してペルチェ素子１間の絶縁ピッチを一定に保つこ
とができ、組立性の向上及び電気的特性の向上に寄与す
ることになる。接合電極１０をこのように形成するにあ
たっては、ソルダーレジスト８などの絶縁材を利用する
とよい。溶射工法による接合電極１０やリード電極１１
などの形成が容易且つ精確なものとすることができる。
つまり、溶射の際の銅などの粉末が電極形成部以外に付
着しても容易に除去することができるものであり、電極
間の絶縁を確実に行うことができる。
れた熱応力吸収部２０に接合電極１０の一部が乗り上げ
るようにしておき、この乗り上げ部分でペルチェ素子１
（と緩和部材１５のブロック）の位置を規制するように
して、熱応力吸収部２０がペルチェ素子１の配列位置決
め部材を兼ねるようにしておけば、組立時のばらつきを
軽減してペルチェ素子１間の絶縁ピッチを一定に保つこ
とができ、組立性の向上及び電気的特性の向上に寄与す
ることになる。接合電極１０をこのように形成するにあ
たっては、ソルダーレジスト８などの絶縁材を利用する
とよい。溶射工法による接合電極１０やリード電極１１
などの形成が容易且つ精確なものとすることができる。
つまり、溶射の際の銅などの粉末が電極形成部以外に付
着しても容易に除去することができるものであり、電極
間の絶縁を確実に行うことができる。
【００２１】図８に他の実施例を示す。ここでは基板２
におけるペルチェ素子１の実装領域とその外周のシール
枠３の接合部との間に、実装領域の方を低くする段差部
２３を設けている。この場合、基板２の外面に支柱４部
分を通過するボルトを用いて上記実装領域の外周部を熱
交換用フィンのような熱交換部材９を固定する時、熱交
換部材９と基板２における上記実装領域との間に微小な
隙間を形成することができる。そしてこの隙間の存在
は、基板２が熱膨張及び熱収縮で湾曲することを許すも
のであり、これに伴って基板２とペルチェ素子１との接
合部に熱応力が作用しにくくなるために、熱応力による
問題を避けることができる。また、このような微小な隙
間を形成することは、上記ボルトの締付トルク圧が実装
領域にかかることをほぼ完全に避けることができるもの
であり、締付トルク圧に基づく基板２と直交する方向の
ストレスが基板２とペルチェ素子１との接合部にかかる
ことを避けることができる。なお、段差部２３による上
記隙間の高さＨは熱的性能の低下を抑えるために、１μ
ｍ〜１００μｍが適当である。またこの隙間には、グリ
ス等を充填することで、基板２と熱交換部材９との間の
熱伝達特性を良くしておく。
におけるペルチェ素子１の実装領域とその外周のシール
枠３の接合部との間に、実装領域の方を低くする段差部
２３を設けている。この場合、基板２の外面に支柱４部
分を通過するボルトを用いて上記実装領域の外周部を熱
交換用フィンのような熱交換部材９を固定する時、熱交
換部材９と基板２における上記実装領域との間に微小な
隙間を形成することができる。そしてこの隙間の存在
は、基板２が熱膨張及び熱収縮で湾曲することを許すも
のであり、これに伴って基板２とペルチェ素子１との接
合部に熱応力が作用しにくくなるために、熱応力による
問題を避けることができる。また、このような微小な隙
間を形成することは、上記ボルトの締付トルク圧が実装
領域にかかることをほぼ完全に避けることができるもの
であり、締付トルク圧に基づく基板２と直交する方向の
ストレスが基板２とペルチェ素子１との接合部にかかる
ことを避けることができる。なお、段差部２３による上
記隙間の高さＨは熱的性能の低下を抑えるために、１μ
ｍ〜１００μｍが適当である。またこの隙間には、グリ
ス等を充填することで、基板２と熱交換部材９との間の
熱伝達特性を良くしておく。
【００２２】図９に示すように、段差部２３に断面Ｕ字
形の屈曲部を併せて形成したならば、この段差部２３が
基板２の熱膨張及び熱収縮をその屈曲部の変形で吸収す
るために、基板２の上記湾曲量を抑えることができる。
したがって、上記接合部にかかる熱応力を更に小さくす
ることができる上に、上記隙間の高さＨをより小さくし
ても基板２におけるペルチェ素子１の実装領域が熱交換
部材９に湾曲で当たってしまうことがなくなるものであ
り、したがって基板２と熱交換部材９との間の熱伝達特
性を向上させることができる。
形の屈曲部を併せて形成したならば、この段差部２３が
基板２の熱膨張及び熱収縮をその屈曲部の変形で吸収す
るために、基板２の上記湾曲量を抑えることができる。
したがって、上記接合部にかかる熱応力を更に小さくす
ることができる上に、上記隙間の高さＨをより小さくし
ても基板２におけるペルチェ素子１の実装領域が熱交換
部材９に湾曲で当たってしまうことがなくなるものであ
り、したがって基板２と熱交換部材９との間の熱伝達特
性を向上させることができる。
【００２３】なお、上記隙間は、熱交換部材９側に微小
な凹部を形成することで得てもよい。また熱応力吸収部
２０と上記隙間とを併用してもよい。さらに、熱応力吸
収部２０として突条（凹溝）で形成したものを示した
が、基板２に設ける孔で熱応力吸収部２０を構成しても
よい。熱応力吸収部２０が連続的ではなく、断続的に設
けられたものであってもよいものである。
な凹部を形成することで得てもよい。また熱応力吸収部
２０と上記隙間とを併用してもよい。さらに、熱応力吸
収部２０として突条（凹溝）で形成したものを示した
が、基板２に設ける孔で熱応力吸収部２０を構成しても
よい。熱応力吸収部２０が連続的ではなく、断続的に設
けられたものであってもよいものである。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明においては、熱応力
に応じて変形する熱応力吸収部を基板におけるペルチェ
素子実装部のペルチェ素子接合部間に設けているため
に、熱応力吸収部が基板とペルチェ素子との間に働く熱
応力を確実に吸収するものであり、このために、熱応力
に対するペルチェ素子と基板との接合部の信頼性を高め
ることができるものである。
に応じて変形する熱応力吸収部を基板におけるペルチェ
素子実装部のペルチェ素子接合部間に設けているため
に、熱応力吸収部が基板とペルチェ素子との間に働く熱
応力を確実に吸収するものであり、このために、熱応力
に対するペルチェ素子と基板との接合部の信頼性を高め
ることができるものである。
【００２５】この時、基板に設ける熱応力吸収部として
ペルチェ素子接合部の間に形成する突条を用いた場合、
熱応力吸収部を簡便に形成することができる。また突条
がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねているなら
ば、組立性の向上も図ることができる。また基板がペル
チェ素子実装部領域の外周の熱交換部材取付領域におい
て熱交換部材が密着固定され、基板のペルチェ素子実装
領域における外面と熱交換部材との間には微小隙間が設
けられているものでは、この隙間が基板の熱膨張及び熱
収縮によるところの湾曲を許すために、熱応力が基板と
ペルチェ素子との接合部にかからず、したがって熱応力
による問題を排除することができて、接合部の信頼性を
高めることができる。しかも熱交換部材の取り付けのた
めの力がペルチェ素子と基板との接合部に作用すること
で生ずるストレスを軽減することができるために、この
点においても接合部の信頼性を高めることができる。
ペルチェ素子接合部の間に形成する突条を用いた場合、
熱応力吸収部を簡便に形成することができる。また突条
がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねているなら
ば、組立性の向上も図ることができる。また基板がペル
チェ素子実装部領域の外周の熱交換部材取付領域におい
て熱交換部材が密着固定され、基板のペルチェ素子実装
領域における外面と熱交換部材との間には微小隙間が設
けられているものでは、この隙間が基板の熱膨張及び熱
収縮によるところの湾曲を許すために、熱応力が基板と
ペルチェ素子との接合部にかからず、したがって熱応力
による問題を排除することができて、接合部の信頼性を
高めることができる。しかも熱交換部材の取り付けのた
めの力がペルチェ素子と基板との接合部に作用すること
で生ずるストレスを軽減することができるために、この
点においても接合部の信頼性を高めることができる。
【図１】本発明一実施例の破断斜視図である。
【図２】同上の拡大断面図である。
【図３】同上の斜視図である。
【図４】同上の断面図である。
【図５】同上の一方の基板を示す破断正面図である。
【図６】同上の他方の基板を示す破断正面図である。
【図７】同上の拡大断面図である。
【図８】同上の他例の断面図である。
【図９】同上のさらに他例の断面図である。
１ ペルチェ素子 ２ 基板 ２０ 熱応力吸収部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成７年７月１０日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００８】また基板がペルチェ素子実装部領域の外周
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れ、基板のペルチェ素子実装領域における外面と熱交換
部材との間には微小隙間が設けられているものでは、こ
の隙間が基板の熱膨張及び熱収縮によるところの湾曲を
許すために、基板とペルチェ素子との接合部にかかる熱
応力を軽減することができ、したがって熱応力による問
題を実用上排除することができる。
の熱交換部材取付領域において熱交換部材が密着固定さ
れ、基板のペルチェ素子実装領域における外面と熱交換
部材との間には微小隙間が設けられているものでは、こ
の隙間が基板の熱膨張及び熱収縮によるところの湾曲を
許すために、基板とペルチェ素子との接合部にかかる熱
応力を軽減することができ、したがって熱応力による問
題を実用上排除することができる。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１９】さらに、接合電極１０とリード電極１１と
の間の部分に設けた熱応力吸収部は、支柱４部分を利用
して基板２に熱交換部材を取り付ける際のねじ締めトル
ク圧が上記接合部に影響することを軽減することにもな
る。このように基板２に熱膨張及び熱収縮によって変形
する部分を設けて接合部にかかる応力の軽減を図る関係
上、基板２としては従来より用いられてものに比して、
厚みの薄いシート状のものが好ましく、この点は熱電性
能の向上にも好ましい。
の間の部分に設けた熱応力吸収部は、支柱４部分を利用
して基板２に熱交換部材を取り付ける際のねじ締めトル
ク圧が上記接合部に影響することを軽減することにもな
る。このように基板２に熱膨張及び熱収縮によって変形
する部分を設けて接合部にかかる応力の軽減を図る関係
上、基板２としては従来より用いられてものに比して、
厚みの薄いシート状のものが好ましく、この点は熱電性
能の向上にも好ましい。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】この時、基板に設ける熱応力吸収部として
ペルチェ素子接合部の間に形成する突条を用いた場合、
熱応力吸収部を簡便に形成することができる。また突条
がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねているなら
ば、組立性の向上も図ることができる。また基板がペル
チェ素子実装部領域の外周の熱交換部材取付領域におい
て熱交換部材が密着固定され、基板のペルチェ素子実装
領域における外面と熱交換部材との間には微小隙間が設
けられているものでは、この隙間が基板の熱膨張及び熱
収縮によるところの湾曲を許すために、基板とペルチェ
素子との接合部にかかる熱応力を軽減することができ、
したがって熱応力による問題を実用上排除することがで
きて、接合部の信頼性を高めることができる。しかも熱
交換部材の取り付けのための力がペルチェ素子と基板と
の接合部に作用することで生ずるストレスを軽減するこ
とができるために、この点においても接合部の信頼性を
高めることができる。
ペルチェ素子接合部の間に形成する突条を用いた場合、
熱応力吸収部を簡便に形成することができる。また突条
がペルチェ素子の配列位置決め部材を兼ねているなら
ば、組立性の向上も図ることができる。また基板がペル
チェ素子実装部領域の外周の熱交換部材取付領域におい
て熱交換部材が密着固定され、基板のペルチェ素子実装
領域における外面と熱交換部材との間には微小隙間が設
けられているものでは、この隙間が基板の熱膨張及び熱
収縮によるところの湾曲を許すために、基板とペルチェ
素子との接合部にかかる熱応力を軽減することができ、
したがって熱応力による問題を実用上排除することがで
きて、接合部の信頼性を高めることができる。しかも熱
交換部材の取り付けのための力がペルチェ素子と基板と
の接合部に作用することで生ずるストレスを軽減するこ
とができるために、この点においても接合部の信頼性を
高めることができる。
フロントページの続き (72)発明者 小松 照明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 岡田 浩明 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内 (72)発明者 井上 宏之 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内
Claims (4)
- 【請求項１】 一対の基板間に複数個のペルチェ素子を
並置配設するとともに各基板に設けた接合電極にペルチ
ェ素子が接合されているペルチェモジュールであって、
接合電極が設けられている基板は、ペルチェ素子実装部
のペルチェ素子接合部間に、熱応力に応じて変形する熱
応力吸収部を備えていることを特徴とするペルチェモジ
ュール。 - 【請求項２】 熱応力吸収部はペルチェ素子接合部の間
に形成された突条であることを特徴とする請求項１記載
のペルチェモジュール。 - 【請求項３】 突条がペルチェ素子の配列位置決め部材
を兼ねていることを特徴とする請求項２記載のペルチェ
モジュール。 - 【請求項４】 熱交換部材が夫々の外面に固着される一
対の基板間に複数個のペルチェ素子を並置配設するとと
もに各基板に設けた接合電極にペルチェ素子が接合され
ているペルチェモジュールであって、基板はペルチェ素
子実装部領域の外周の熱交換部材取付領域において熱交
換部材が密着固定されており、基板のペルチェ素子実装
領域における外面と熱交換部材との間には微小隙間が設
けられていることを特徴とするペルチェモジュール。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12869195A JP3520606B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ペルチェモジュール |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12869195A JP3520606B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ペルチェモジュール |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08321635A true JPH08321635A (ja) | 1996-12-03 |
| JP3520606B2 JP3520606B2 (ja) | 2004-04-19 |
Family
ID=14991044
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12869195A Expired - Fee Related JP3520606B2 (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | ペルチェモジュール |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3520606B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032723A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | 熱−電気直接変換装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59167077A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-20 | エナ−ジ−・コンバ−シヨン・デバイセス・インコ−ポレ−テツド | 熱電装置 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP12869195A patent/JP3520606B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59167077A (ja) * | 1983-02-28 | 1984-09-20 | エナ−ジ−・コンバ−シヨン・デバイセス・インコ−ポレ−テツド | 熱電装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006032723A (ja) * | 2004-07-16 | 2006-02-02 | Toshiba Corp | 熱−電気直接変換装置 |
| JP4528571B2 (ja) * | 2004-07-16 | 2010-08-18 | 株式会社東芝 | 熱−電気直接変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3520606B2 (ja) | 2004-04-19 |
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