JPH0837324A - 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器 - Google Patents

熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器

Info

Publication number
JPH0837324A
JPH0837324A JP6169729A JP16972994A JPH0837324A JP H0837324 A JPH0837324 A JP H0837324A JP 6169729 A JP6169729 A JP 6169729A JP 16972994 A JP16972994 A JP 16972994A JP H0837324 A JPH0837324 A JP H0837324A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulator
thermoelectric element
type semiconductor
heat
power source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6169729A
Other languages
English (en)
Inventor
Minako Suzuki
美奈子 鈴木
Keisuke Tsubata
佳介 津端
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP6169729A priority Critical patent/JPH0837324A/ja
Publication of JPH0837324A publication Critical patent/JPH0837324A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Electromechanical Clocks (AREA)
  • Electric Clocks (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 小型、薄型で、高効率な熱電素子を得る。 【構成】 複数のn型半導体103と複数のp型半導体
素子104を接続部105により交互に電気的に直列に
なるように接続する。接続部105を固定した放熱側に
設けた絶縁体102の表面積が、吸熱側に設けた絶縁体
101の表面積よりも広くなるように形成すると温度差
が生じ、起電力を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、動力源として電池を使
用しない電子機器を実現するための熱電素子、及び動力
源として熱電素子を用いた電子機器に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来は図3に示すように、熱電材料から
なる第一の素子11と第二の素子12を、導電材料で作
られた第一の接合体13で結び付けた熱電対を複数個用
意し、熱電対が電気的に直列になるように第二の接合体
14で結合して熱電堆1を構成している。さらに、熱電
堆1の第一の接合体13は絶縁材15を介して集熱体2
2に固着されており、第二の接合体14は絶縁材15を
介して放熱体32に固着されている。ここで、集熱体2
2はその外周を熱の散逸を防ぐ保護部材で覆われ、ま
た、放熱体32は放熱効果を高めるためにひれ32a〜
32fを有している。例えば特開昭57−189584
号公報にこのような従来の構造が開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の構造で
は、図3に示すように、熱電堆1に集熱体22とひれ3
2a〜32fを有する放熱体32を固着することで熱電
素子に温度差を生じさせていた。この構造によると、よ
り高い発電能力を得ようとした場合、熱電素子全体の小
型、薄型化が困難であり、集熱体、放熱体の材質によ
り、発電効率が低下する等の課題を有していた。
【0004】そこで、本発明は、小型、薄型で、高効率
な熱電素子を得ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の、熱電堆に集熱体
とひれを有する放熱体を固着させることにより、発電効
率が低下する等という課題を解決するために、本発明
は、熱電素子において、集熱体、放熱体を用いることな
く、第一の絶縁体と第二の絶縁体そのものの表面積を異
なる構造とすることで、小型、薄型で、高効率な熱電素
子を実現した。
【0006】
【作用】上記のように構成された熱電素子においては、
図1において、複数のn型半導体103と複数のp型半
導体素子104は、複数の接続部105により交互に電
気的に直列になるように接続される。さらに、複数のn
型半導体103と複数のp型半導体素子104が接続さ
れた接続部105を酸化膜を付けたアルミニウムからな
る第一の絶縁体101により固定されるとともに、吸熱
側に設けられる。また、第一の絶縁体101で固定して
いない接続部105は、酸化膜を付けたアルミニウムか
らなる第二の絶縁体102により固定されるとともに、
放熱側に設けられる。
【0007】この際、一方の放熱側に設けられた絶縁体
102の表面積が、もう一方の吸熱側に設けられた絶縁
体101の表面積よりも広くなるように形成すると、吸
熱側が高温、放熱側が低温となるような温度差を与えた
場合、絶縁体101から絶縁体102の方向に熱が伝達
され、その際にn型半導体103の中では電子が、p型
半導体104の中では正孔がそれぞれ放熱側に設けられ
た絶縁体102の方向に移動する。n型半導体103と
p型半導体104は接続部105を介して電気的に直列
に接続されているため、熱の伝達が電流に変換され、両
端の出力端子部106の間に起電力が生じる。
【0008】さらに、本発明の熱電素子を電子機器の動
力源として用いた場合は、図4において、熱電素子40
0に温度差が与えられ、起電力が発生すると、蓄電機構
408に電気が蓄えられる。蓄電機構408に蓄えられ
た電気の電圧が駆動機構409を駆動するのに十分な大
きさに達すると、駆動機構409により、動作表示機構
410が駆動される。
【0009】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。 (1)第一実施例 図1は、本発明の熱電素子の第一の断面図及び発電原理
を示した図である。図1において、複数のn型半導体1
03と複数のp型半導体素子104は、複数の電極10
5により交互に電気的に直列になるように接続される。
さらに、複数のn型半導体103と複数のp型半導体素
子104が接続された電極105は、例えば酸化膜を付
けたアルミニウムからなる絶縁体101により固定され
るとともに、吸熱側に設けられる。また、絶縁体101
で固定していない電極105は、例えば酸化膜を付けた
アルミニウムからなる第二の絶縁体102により固定さ
れるとともに、放熱側に設けられる。この際、放熱側に
設けられた絶縁体102は、吸熱側に設けられた絶縁体
101の表面積よりも広くするための直線状の凹凸を形
成している。
【0010】ここで、放熱側に設けられた絶縁体102
は、吸熱側に設けられた絶縁体101よりも表面積が広
くなるため、より放熱しやすい状態となる。このため、
吸熱側に設けられた絶縁体101が高温、放熱側に設け
られた絶縁体102が低温となり、十分な温度差が得ら
れることになる。そして、絶縁体101から絶縁体10
2の方向に熱が伝達され、その際にn型半導体103例
えばビスマス−テルル系あるいはナマリ−テルル系の中
では電子が、p型半導体104例えばビスマス−テルル
系あるいはナマリ−テルル系の中では正孔がそれぞれ放
熱側に設けられた絶縁体102の方向に移動する。n型
半導体103とp型半導体104は電極105を介して
電気的に直列に接続されているため、熱の伝達が電流に
変換され、両端の出力端子部106に起電力が生じる。
【0011】なお、図5乃至図7は、本発明の熱電素子
の第三実施例、第四実施例、第五実施例の断面図である
が、図1に示す第一実施例の構造と同様に、放熱側に設
けられた絶縁体502、602、702は、吸熱側に設
けられた絶縁体501、601、701の表面積よりも
広くするための直線状または曲線状の凹凸を形成するこ
とにより同様な効果が得られる。
【0012】(2)第二実施例 図2は、本発明の熱電素子の第二実施例の断面図及び発
電原理を示した図である。図2において、先の第一実施
例との相違点は、複数のn型半導体203aから複数の
n型半導体複合素子203が構成されている点であり、
また、複数のp型半導体204aから複数のp型半導体
複合素子204が構成されている点である。第一実施例
と同様に、複数のn型半導体複合素子203と複数のp
型半導体複合素子204が交互に電気的に直列になるよ
うに接続された電極205は、例えば酸化膜を付けたア
ルミニウムからなる絶縁体201により固定されるとと
もに、吸熱側に設けられる。また、絶縁体201で固定
していない電極205は、例えば酸化膜を付けたアルミ
ニウムからなる絶縁体202により固定されるととも
に、放熱側に設けられる。この際、放熱側に設けられた
絶縁体202は、吸熱側に設けられた絶縁体201の表
面積よりも広くするための直線状または曲線状の凹凸を
形成することにより同様な効果が得られる。
【0013】(3)第六実施例 図8は、本発明の熱電素子の第六実施例の断面図であ
る。図8において、放熱側に設けられた絶縁体802
は、電極805が固定されている面と平行に穴部802
aを形成している。このため、放熱側に設けられた絶縁
体802の表面に凹凸を形成した場合と同様な効果が得
られる。
【0014】(4)第七実施例 図9は、本発明の熱電素子に蓄電素子を設けた場合の第
七実施例の断面図及び発電原理を示した図である。図9
において、先の第一実施例との相違点は、蓄電素子90
8を備えた点である。絶縁板901と絶縁体901の表
面積よりも広くするための直線状の凹凸を形成している
絶縁板902との間に温度差が生じることで得た起電力
は、蓄電素子908に蓄電され、電子機器の動力源とし
て用いることができる。
【0015】(5)第八実施例 図10は、本発明の熱電素子を動力源として用いた電子
機器の第八実施例の電子腕時計の動作原理を示したブロ
ック図である。図10において、熱電素子1000に温
度差が与えられ、起電力が発生すると充電制御回路10
07を介して蓄電素子1008に電気が蓄えられる。蓄
電素子1008に蓄えられた電気により駆動制御回路1
009が駆動し、表示機構1010に時刻が表示され
る。
【0016】図11は、本発明の熱電素子を動力源とし
て用いた電子機器の第八実施例の電子腕時計の外観図で
ある。図11において、絶縁体1102は、放熱されや
すいように直線状の凹凸を形成するとともに、表面に露
出している。絶縁体1102は、例えば絶縁のために酸
化膜を付けたアルミニウムで構成されている。
【0017】図12は、本発明の熱電素子を動力源とし
て用いた電子機器の第八実施例の電子腕時計の断面図で
ある。図12に示すように、絶縁板1201は一般に気
温よりも高温である腕側、すなわち、吸熱側に設けら
れ、絶縁板1201の表面積よりも広くするための直線
状の凹凸が形成された絶縁板1202は、大気中、すな
わち、放熱側に設けられる。絶縁板1201及び絶縁板
1202は、例えば酸化膜を付けたアルミニウムで構成
されている。ここで、例えば携帯者の体温が36度で、
気温20度の環境にて使用し、電子腕時計全体が腕の温
度に近くなると、絶縁板1201と絶縁板1202との
間に生じる温度差は2度前後である。温度差が生じる
と、熱は絶縁板1201から絶縁板1202に伝えられ
大気に放熱される。このときゼーベック効果により起電
力が生じ、蓄電機構1208、例えばリチウム2次電池
あるいはバナジウム−リチウム2次電池に蓄電される。
この蓄えられた電気により、輪列とモータからなる運針
動作を行なうムーブメント1211が駆動する。
【0018】このような構成とすることにより、集熱
体、放熱体を用いることなしに、熱電素子の小型、薄型
化がはかれるとともに、発電効率を低下させることな
く、高効率な熱電素子が実現できる。このため、本発明
による熱電素子を電子機器に用いることにより、電子機
器を小型化することが可能となる。
【0019】
【発明の効果】本発明による熱電素子によれば、第一の
絶縁体と第二の絶縁体の表面積が異なるという簡単な構
成で、必要とする起電力を得るための熱電素子として、
小型、薄型で、高効率な熱電素子を実現することができ
る。さらにこの熱電素子を電子機器に用いることによ
り、電子機器を小型化することが可能になるといった効
果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の熱電素子の第一実施例の断面図及び発
電原理を示した図である。
【図2】本発明の熱電素子の第二実施例の断面図及び発
電原理を示した図である。
【図3】従来の熱発電器の断面図である。
【図4】本発明の熱電素子を動力源として用いた電子機
器の動作原理を示したブロック図である。
【図5】本発明の熱電素子の第三実施例の断面図であ
る。
【図6】本発明の熱電素子の第四実施例の断面図であ
る。
【図7】本発明の熱電素子の第五実施例の断面図であ
る。
【図8】本発明の熱電素子の第六実施例の断面図であ
る。
【図9】本発明の熱電素子に蓄電素子を設けた場合の第
七実施例の断面図及び発電原理を示した図である。
【図10】本発明の熱電素子を動力源として用いた電子
腕時計の第八実施例の動作原理を示したブロック図であ
る。
【図11】本発明の熱電素子を動力源として用いた電子
腕時計の第八実施例の外観図である。
【図12】本発明の熱電素子を動力源として用いた電子
腕時計の第八実施例の断面図である。
【符号の説明】
1 熱電堆 11、12 素子 13、14 接合体 15 絶縁材 22 集熱体 32 放熱体 32a〜32f ひれ 101、201、501、601、701、801、9
01、1201 第一の絶縁体 102、202、502、602、702、802、9
02、1102、1202 第二の絶縁体 103、203a、503、603、703、803、
903、1203n型半導体 104、204a、504、604、704、804、
904、1204p型半導体 105、205、505、605、705、805、9
05 接続部、電極 106、206、506、606、706、806、9
06 出力端子部 203 n型半導体複合素子 204 p型半導体複合素子 408、1208 蓄電機構 400、1000 熱電素子 409 駆動機構 410 動作表示機構 802a 第二の絶縁体の穴部 908、1008 蓄電素子 1009 駆動制御回路 1007 充電制御回路 1010 表示機構 1211 ムーブメント

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のn型半導体(103)と複数のp
    型半導体(104)を交互に電気的に直列になるように
    接続する複数の接続部(105)と、 接続部(105)を1つおきに固定するとともに、酸化
    膜を付けたアルミニウムからなる第一の絶縁体(10
    1)と、 第一の絶縁体(101)で固定していない接続部(10
    5)を固定するとともに、酸化膜を付けたアルミニウム
    からなる第二の絶縁体(102)と、 起電力を取り出すための出力端子部(106)とを有
    し、 第一の絶縁体(101)と第二の絶縁体(102)の表
    面積が異なることを特徴とする熱電素子。
  2. 【請求項2】 複数のn型半導体(203a)から構成
    される複数のn型半導体複合素子(203)と、 複数のp型半導体(204a)から構成される複数のp
    型半導体複合素子(204)を有し、 複数のn型半導体複合素子(203)と複数のp型半導
    体複合素子(204)を交互に電気的に直列になるよう
    に接続する複数の接続部(205)と、 接続部(205)を1つおきに固定するとともに、酸化
    膜を付けたアルミニウムからなる第一の絶縁体(20
    1)と、 第一の絶縁体(201)で固定していない接続部(20
    5)を固定するとともに、酸化膜を付けたアルミニウム
    からなる第二の絶縁体(202)と、 起電力を取り出すための出力端子部(206)とを有
    し、 第一の絶縁体(201)と第二の絶縁体(202)の表
    面積が異なることを特徴とする熱電素子。
  3. 【請求項3】 動力源を有する電子機器において、請求
    項1又は請求項2のいずれか1項に記載する熱電素子を
    動力源として用いた電子機器。
  4. 【請求項4】 動力源を有する電子時計において、請求
    項1又は請求項2のいずれか1項に記載する熱電素子を
    動力源として用いた電子時計。
  5. 【請求項5】 請求項4に記載の電子時計において、腕
    に接する側に吸熱側の第一の絶縁体を配置し、腕に接し
    ない側に放熱側の第二の絶縁体を配置したことを特徴と
    する電子時計。
  6. 【請求項6】 請求項5に記載の電子時計において、放
    熱側の第二の絶縁体は、時計の6時側に近い位置に配置
    される複数の直線上の凹凸を有することを特徴とする電
    子時計。
JP6169729A 1994-07-21 1994-07-21 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器 Pending JPH0837324A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6169729A JPH0837324A (ja) 1994-07-21 1994-07-21 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6169729A JPH0837324A (ja) 1994-07-21 1994-07-21 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0837324A true JPH0837324A (ja) 1996-02-06

Family

ID=15891774

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6169729A Pending JPH0837324A (ja) 1994-07-21 1994-07-21 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0837324A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019775A1 (fr) * 1997-10-14 1999-04-22 Seiko Instruments Inc. Montre pourvue d'une unite de generation thermoelectrique
WO1999019776A1 (fr) * 1997-10-14 1999-04-22 Seiko Instruments Inc. Montre contenant un conducteur thermique plat et comprenant une unite de generateur thermoelectrique
EP1054505A1 (en) * 1997-10-14 2000-11-22 Seiko Instruments Inc. Power generating block provided with thermoelectric generation unit
JP2009294157A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Hakko Electric Mach Works Co Ltd 無線式温度センサー装置
US20210088980A1 (en) * 2018-07-02 2021-03-25 The Swatch Group Research And Development Ltd Thermoelectric watch testable in production or after-sales service

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999019775A1 (fr) * 1997-10-14 1999-04-22 Seiko Instruments Inc. Montre pourvue d'une unite de generation thermoelectrique
WO1999019776A1 (fr) * 1997-10-14 1999-04-22 Seiko Instruments Inc. Montre contenant un conducteur thermique plat et comprenant une unite de generateur thermoelectrique
EP1054505A1 (en) * 1997-10-14 2000-11-22 Seiko Instruments Inc. Power generating block provided with thermoelectric generation unit
EP1054505A4 (en) * 1997-10-14 2004-07-28 Seiko Instr Inc POWER GENERATOR BLOCK WITH THERMOELECTRIC GENERATOR UNIT
JP2009294157A (ja) * 2008-06-09 2009-12-17 Hakko Electric Mach Works Co Ltd 無線式温度センサー装置
US20210088980A1 (en) * 2018-07-02 2021-03-25 The Swatch Group Research And Development Ltd Thermoelectric watch testable in production or after-sales service

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1081477A (en) Wrist watch incorporating a thermoelectric generator
JP5160784B2 (ja) 熱電変換素子モジュール
US5517468A (en) Electronic timepiece with thermoelectric element
US8692104B2 (en) Thermoelectric element
JP3054932B2 (ja) 熱電素子を用いた電子時計
US20040094192A1 (en) Thermal electric generator
US6560167B1 (en) Thermoelectric generation unit and portable electronic device using the unit
KR20160047843A (ko) 열전발전장치를 포함하는 웨어러블 디바이스
JP3554861B2 (ja) 薄膜熱電対集積型熱電変換デバイス
JP2896497B2 (ja) フレキシブル熱電素子モジュール
JPH0837324A (ja) 熱電素子及び熱電素子を用いた電子機器
US20100037931A1 (en) Method and Apparatus for Generating Electric Power Using Solar Energy
JPH0846249A (ja) 熱電素子モジュール及び熱電素子モジュールを用いた携帯電子機器
US6259656B1 (en) Thermoelectric unit and timepiece using it
JPH06109868A (ja) 腕時計
US20180287038A1 (en) Thermoelectric conversion device
JPH0832127A (ja) 熱電素子および熱電素子を用いた電子機器
JP2967411B2 (ja) 発電装置及びその発電装置を使用してなる電子時計
JP3439535B2 (ja) 熱電発電体および熱電発電体を用いた電子機器
CN207885048U (zh) 保护盖板
US20190252593A1 (en) Thermoelectric conversion device and manufacturing method thereof
JPH08107237A (ja) 熱電素子および熱電素子を用いた電子機器
JPH118417A (ja) 熱電素子
JPH04280482A (ja) 太陽光を利用した冷却素子
KR102673621B1 (ko) 발전용 박막열전소자