JPH09298319A

JPH09298319A - ペルチェ素子

Info

Publication number: JPH09298319A
Application number: JP8112573A
Authority: JP
Inventors: Akio Yamaguchi; 晃生山口
Original assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Current assignee: Kitagawa Industries Co Ltd
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-18
Anticipated expiration: 2016-05-07
Also published as: JP3560414B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ペルチェ素子において、従来より放熱部に装
着されていたヒートシンクは、ペルチェ素子全体の厚さ
を増大せしめ、特に電子機器を冷却する場合には機器の
小型化を阻害していた。【解決手段】ペルチェ素子２のセラミックプレート１
０（放熱側）に、熱伝達性材料からなるシート１４ａ、
熱放射性材料からなるシート１６、熱伝達性材料からな
るシート１４ｂを積層してなる放熱体１２を装着する。
こうするとペルチェ素子２のペルチェ効果により放熱側
に移動された熱量が、シート１６にて電磁波に変換され
て放出され、ペルチェ素子２の放熱側の温度が低下され
る。つまり、放熱体１２という薄い構成を備えたペルチ
ェ素子２によってＩＣ４の冷却を行なうことができるの
で、電子機器の小型化を阻害しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子部品等の、発
熱源の放熱を行なうために用いられるペルチェ素子に関
する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子機器等に使用されているＩＣ
等の電子部品は、その集積度の向上及び動作の高速化に
より消費電力が増大すると共に発熱量も増大し、その放
熱対策が大きな問題となっている。

【０００３】すなわち、こういった電子部品は高温にな
ると、電子部品の特性が変動して電子機器の誤動作の原
因となったり、電子部品自体が故障したりする。そこで
従来より、電子機器等においては、その使用中に電子部
品の温度上昇を抑えるためにペルチェ素子が使用される
ことがある。このペルチェ素子は、熱電素子とも呼ばれ
るもので、その主要部はＰ形半導体とＮ形半導体とを導
体を介装しつつ交互に直列配置した構成となっている。
この一例を図４に示す。

【０００４】図４は、基板３８の上に装着された集積回
路（以下、単にＩＣと記す）４０の上面にペルチェ素子
４２を装着してＩＣ４０の冷却を行なう様子を示してい
る。本図にて一層明らかなように、ペルチェ素子４２と
は上下に夫々導体４６ａと導体４６ｂとを分散配置し、
これら導体４６ａ，４６ｂを半導体４８にて連絡結合し
たものである。しかも半導体４８は、Ｐ形半導体とＮ形
半導体とを交互に配置している。なお、本図においては
Ｐ形半導体及びＮ形半導体が直線的に２個ずつ並べられ
たシンプルな構成となっているが、実際には両半導体が
交互に多数、マトリクス状に並べられ、導体４６ａ，４
６ｂが両半導体を接続して１本の電気回路を形成したも
のが多い。つまり、図中の左端から導体４６ａ，Ｐ形半
導体，導体４６ｂ，Ｎ形半導体，（以下繰り返し）…
…，導体４６ａの順序にて接続されている。但し、ペル
チェ素子４２内の回路は真に１本の回路でなくとも良
く、複数の上記と同様の回路を並列配置したものでもよ
い。

【０００５】導体４６ａの上部、及び導体４６ｂの下
部、にはプレート状の絶縁板５０が設けられ、導体４６
ａ同士（並びに４６ｂ同士）の絶縁を確保している。導
体４６ａの上部に設けられた絶縁板５０の上には更に、
Ａｌ製のヒートシンク５２が設けられている。このヒー
トシンク５２は、平板上に柱５２ａを所定間隔をおいて
立設したような形状にされている。

【０００６】ペルチェ素子４２の回路の両端の導体４６
ａ，４６ａに導線を接続し、Ｐ形半導体に近い方の導体
３６ａを高電位になるように直流電源５４を接続する
と、導体４６ａと半導体４８（Ｐ形であるかＮ形である
かには依らない）との界面では発熱され、導体４６ｂと
半導体４８（Ｐ，Ｎに依らない）との界面では吸熱が行
なわれる。これがペルチェ効果である。この結果、導体
４６ａは加熱され、導体４６ｂは冷却される。従ってＩ
Ｃ４０は、熱を絶縁板５０を介してペルチェ素子４２に
奪われ、温度上昇が抑えられる。ペルチェ素子４２が奪
った熱は、ヒートシンク５２に伝導され、柱５２ａから
放熱される。

【０００７】すなわち、ペルチェ素子４２は、ＩＣ４０
の放熱を助長するという、いわば消極的な冷却を行なう
のではなく、直流電圧の供給を受けて熱量の移動させ、
積極的な冷却を行なう。そして通常の冷凍機のように冷
媒循環路、圧縮機等を必要とせず、非常にシンプルな構
成にて冷却を行なえるため、小型の電子機器等の冷却に
適している。

【０００８】もちろん、ＩＣ４０に代えて他の冷却対象
に対してペルチェ素子４２を用いてもよい。その場合に
は、冷却対象の形状及び大きさに合わせて、ペルチェ素
子４４を適宜設計変更すれば、その冷却対象を冷却し、
温度が上昇するのを抑えることができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ペルチェ素子
４２の放熱側の導体には、図４にも示したようにヒート
シンク５２を設けなければならない。ペルチェ素子４２
を作動させたときの導体４６ａ，４６ｂ間の温度差は供
給電流によって決まるので、放熱側の導体４６ａに熱が
こもると、導体４６ａの温度が上昇し、これにつれて吸
熱側の導体４６ｂの温度も上がってしまい、十分な冷却
性能が望めなくなる。従い、導体４６ａに熱がこもるの
を防止するため、ヒートシンク５２を導体４６ａから外
すわけにはいかない。そして、このヒートシンク５２は
冷却効果を上げるために柱５２ａを設けている。このた
めペルチェ素子４２自体は薄く構成できるにも拘らず、
ヒートシンク５２には厚み（特に柱５２ａの高さ）が必
要となり、結果としてＩＣ４０を使用するために必要な
体積を増大させてしまう。

【００１０】また、ヒートシンク５２は上記したように
柱５２ａが複数配置された複雑な形状をしているため
に、ダイキャスト成形あるいは切削といった複雑な工程
が必要となる。本発明は、上記問題点を解決するために
なされたもので、上記ヒートシンク５２に代わって、コ
ンパクトながらも冷却性能を確保できる放熱体、を備え
たペルチェ素子を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めになされた本発明の請求項１に記載のペルチェ素子
は、吸熱部と放熱部とを有し、直流電圧が印加される
と、ペルチェ効果により上記吸熱部周辺の熱量を上記放
熱部へと移動させ、上記吸熱部周辺を冷却するペルチェ
素子において、上記放熱部に、熱放射率の大きい熱放射
性材料からなるシートと、熱伝導率の大きい熱伝導性材
料からなるシートと、を積層してなる放熱体を設けたこ
とを特徴とすることを特徴とする。

【００１２】また、請求項２に記載のペルチェ素子は、
吸熱部と放熱部とを有し、直流電圧が印加されると、ペ
ルチェ効果により上記吸熱部周辺の熱量を上記放熱部へ
と移動させ、上記吸熱部周辺を冷却するペルチェ素子に
おいて、上記吸熱部に、熱放射率の大きい熱放射性材料
からなるシートと、熱伝導率の大きい熱伝導性材料から
なるシートと、を積層してなる放熱体を設けたことを特
徴とすることを特徴とする。

【００１３】請求項３に記載のペルチェ素子は、請求項
１又は請求項２に記載の発明において、上記放熱体が、
上記熱放射性材料からなるシートと、上記熱伝導性材料
からなるシートと、を交互に積層してなることを特徴と
する。

【００１４】

【発明の実施の形態】上記のように構成された本発明の
請求項１に記載のペルチェ素子においては、発熱部に放
熱体が設けられている。この放熱体は、熱放射性材料か
らなるシートと、熱伝導性材料からなるシートとを積層
したものである。そしてペルチェ素子の発熱部から発生
した熱を、熱放射性材料からなるシートが直接的或は間
接的に受け取ると、その熱を電磁波（主に赤外線）に変
換して速やかに外部に放射する。

【００１５】また、同じく発熱部から発せられた熱を、
熱伝導性材料からなるシートが直接的或は間接的に受け
取ると、その熱を該シート全体に速やかに伝導する。こ
れら２種類の層を積層すると、熱放射性材料からなるシ
ートが外部に放射しきれなかった熱を、熱伝導性材料か
らなるシートに伝導するため、各々１種類のシートのみ
にて放熱体を構成した場合に比べ、熱放射が効率良く行
なわれると共に放熱体内にこもる熱が減少する。

【００１６】この放熱体をペルチェ素子の発熱部に装着
しているため、ペルチェ素子に通電すると、ペルチェ素
子の発熱部から発せられた熱は、放熱体によって速やか
に放熱体自身、及び周囲へ放出され、発熱部の温度上昇
が抑えられる。ペルチェ素子は供給電力によって発熱
部、吸熱部間の温度差が決まるので、発熱部の温度上昇
が抑えられることにより、吸熱部の温度が下がり、十分
な冷却性能を得ることができる。

【００１７】従って当該ペルチェ素子は、発熱部にヒー
トシンクが装着されたものと同様に、冷却性能が高めら
れたペルチェ素子となる。また、放熱体はシートを積層
したものであって、従来のヒートシンクのように柱状の
ものがないため、非常にコンパクトである。従い、ペル
チェ素子はかさばらないものとすることができる。特
に、近年、需要の高い、携帯用電子機器やそれ以外の小
型電子機器に用いられる電子部品の冷却には好適であ
る。

【００１８】本発明の請求項２に記載のペルチェ素子
は、請求項１に記載されたものと同じ構成からなる放熱
体が、発熱部にではなく、吸熱部に設けられている。つ
まり、直接、冷却対象に触れるのは、吸熱部ではなく放
熱体となる。このペルチェ素子を、冷却対象に装着する
と、冷却対象から発せられた熱は、放熱体によってその
周囲、及び当該ペルチェ素子の吸熱部へと伝達される。

【００１９】この状態で当該ペルチェ素子に通電する
と、放熱体から吸熱部へと伝達された熱は発熱部へと移
動される。そして更に発熱部の周囲へと熱が放射され
る。すなわち、通電状態における当該ペルチェ素子は、
冷却対象から発せられる熱を、一部は放熱体から電磁波
にして放射し、残りの熱はペルチェ効果により、放熱部
へと伝達されて周囲へと発散する。つまり、放熱体と吸
熱部とで分担して、冷却対象から熱を奪いとる。

【００２０】従って、当該ペルチェ素子の放熱部には、
その放熱部に蓄積される熱を周囲や他の構成へ移動させ
る構成が設けられていないが、冷却対象から発せられる
熱の一部は、吸熱部に達する以前の段階で、放熱体から
電磁波として放射されているため、放熱部に蓄積される
熱量は従来のペルチェ素子に比べて軽減される。この結
果、ペルチェ効果による熱移動が十分行なわれ、冷却対
象の冷却を効果的に行なうことができる。

【００２１】なお、当然のことながら請求項２に記載の
ペルチェ素子は、請求項１に記載のペルチェ素子に対し
て、放熱体の位置を変更しただけであるから、同様にコ
ンパクトなものとなっている。そして、このペルチェ素
子において、請求項１に記載の発明のように放熱部にも
放熱体を設けても良い。このようにすると、冷却対象の
熱を放熱体の熱放射性材料からなるシートにより電磁波
にして放射した上で、残りの熱量をペルチェ効果により
放熱側へと移動させ、更にその移動された熱量を、放熱
部に設けられた放熱体が電磁波にして外界に放出するの
で、より効率的な冷却を行なうことができる。

【００２２】また、請求項３に記載のペルチェ素子は、
放熱体が、熱放射性材料からなるシートと、熱伝導性材
料からなるシートとを、交互に積層したものとなってい
る。これが上記請求項１に記載のペルチェ素子と同様
に、冷却対象の上面に貼付されて使用された場合を例に
とって説明すると、このペルチェ素子の、熱放射性材料
からなるシートの上に熱伝導性材料からなるシートが、
積層された箇所では、前者にて放射しきれなかった熱が
後者に速やかに伝導される。逆に、熱伝導性材料からな
るシートの上に熱放射性材料からなるシートが積層され
た箇所では、前者の持っている熱が順次、後者に伝導し
たのち活発に放射される。

【００２３】このように速やかな熱伝導・活発な熱放射
が交互に行なわれることにより、冷却対象から熱が順調
に奪われていき、冷却対象の放熱を効率的に行なうこと
ができる。なお、熱放射性材料とは、長波長の放射率が
高い遠赤外線放射体や全赤外線域で放射率が高い放射体
である。前者としては、コージライト（２ＭｇＯ・２Ａ
ｌ2Ｏ3・５ＳｉＯ2 ），チタン酸アルミニウム（Ａｌ2
Ｏ3・Ｔｉ2Ｏ3），β−スポジューメン（Ｌｉ2Ｏ・Ａｌ
2Ｏ3・４ＳｉＯ2）等がある。また、後者としては遷移
元素酸化物系のセラミックス（一例として、ＭｎＯ2：
６０％，Ｆｅ2Ｏ3：２０％，ＣｕＯ：１０％，ＣｏＯ：
１０％）、カーボンブラック、黒鉛、炭素繊維等が挙げ
られる。

【００２４】また、熱伝導性材料とは、金属又はその酸
化物（例えばフェライトも含む）、若しくは炭素が挙げ
られる。更に、上記各性質を有する材料は、夫々所定の
基材に混合された複合材料としても良く、該複合材料
が、混合された各材料の性質を維持していればよい。

【００２５】

【実施例】以下に本発明の一実施例について図面と共に
説明する。図１は、本発明の一実施例であるペルチェ素
子２を用いてＩＣ４を冷却する様子を示す説明図であ
り、図１（ａ）はペルチェ素子２の発熱側に放熱体１２
を設けた実施態様を表すもので、一方、図１（ｂ）はペ
ルチェ素子２の吸熱側に放熱体１２を設けた様子を示
す。つまり、図１（ａ）及び図１（ｂ）は、構成要素は
共通で、配置のみが異なったものとなっている。そこ
で、まず両図の構成要素について説明する。

【００２６】まず、ペルチェ素子２は、放熱側の導体６
ａと、吸熱側の導体６ｂと、両導体６ａ，６ｂの間に介
装された半導体８（ＰがＰ形半導体、ＮがＮ形半導体）
とからなる。なお、ここでペルチェ素子２とは、直流電
圧が印加されると、ペルチェ効果を奏する部分のみを指
すものとする。

【００２７】半導体８は、Ｐ形半導体及びＮ形半導体が
直線的に２個ずつ並べられた構成となっているが、実際
には両半導体８が交互に多数、マトリクス状に並べら
れ、導体６ａ，６ｂが両半導体８を接続して１本の電気
回路を形成しているものとする。このように半導体８と
導体６ａ（又は導体６ｂ）とを交互に配置して、電圧を
印加すると、半導体８と導体６ａとの接合部において熱
の吸収若しくは放出が行なわれる。熱の吸収が行なわれ
るのは、Ｐ形半導体とこの半導体の高電位（印加時）側
に接合された導体との間、及びＮ形半導体とこの半導体
の低電位（印加時）側に接合された導体との間であり、
熱の放出が行なわれるのは、この逆の位置関係にある接
合部である。

【００２８】これがいわゆるペルチェ効果であるが、ペ
ルチェ素子２では、Ｐ形半導体及びＮ形半導体が交互に
配置されていることから、熱の放出が行なわれる接合部
は全て、導体６ａと半導体８（Ｐ，Ｎによらない）との
接合部であり、逆に、熱の吸収が行なわれる接合部は全
て、導体６ｂと半導体８（Ｐ，Ｎによらない）との接合
部である（但し、本図の右端の導体６ａの方が左端の導
体６ａよりも高電位となるように電圧を印加した場
合）。このため、実際には熱の放出・吸収が行なわれる
のは上記接合部であるが、導体６ｂに冷却対象を接触さ
せておけば、導体６ｂを介して冷却対象から熱が吸収さ
れていく。そして吸収された熱は、半導体８中を移動し
て導体６ａを介して放出される。

【００２９】そしてペルチェ素子２においては、導体６
ｂが本図の下側の面に集中配置されているため、平面状
の上面を持つ電子部品を冷却するのに好適な形状となっ
ている。なおセラミックプレート１０は導体６ｂ同士、
及び導体と冷却対象との絶縁を確保するために設けられ
ているもので、導体６ａ及びその上面に固定されている
セラミックプレート１０が、本発明の放熱部に相当し、
導体６ｂ及びその下面に固定されているセラミックプレ
ート１０が、本発明の吸熱部に相当する。

【００３０】放熱体１２は、熱伝導性のシートであるＴ
層１４ａ、熱放射性のシートであるＶ層１６、Ｔ層１４
ａと同じ材料からなるシートであるＴ層１４ｂという２
種、３枚の層を重合し構成されている。Ｔ層は、本発明
の熱伝導性材料からなるシートに相当するもので、シリ
コーンとアルミナを重量比２：１で混合し薄膜化した後
１８０℃で加硫し、厚さが１ｍｍ、熱伝導率が２．５×
１０^-3［cal／ｃｍ・℃・sec］のフィルムとされてい
る。一方、Ｖ層は、本発明の熱放射性材料からなるシー
トに相当するもので、シリコーンと気相生長炭素繊維と
を重量比１：１で混合し薄膜化した後１８０℃で加硫し
た厚さが１ｍｍのフィルムとされている。なお、本図に
おいて放熱体１２は、積層されたものであることを明示
するために、図示したような厚さにされているが、実際
には本図よりも薄くされている。

【００３１】ここで、放熱体１２の冷却性能を示すため
に行なった実験について図２及び図３を用いて説明す
る。まず図２は、この実験において用いた実験回路を示
すものであり、破線で囲われた部分が、図１のＩＣ４に
相当する。すなわちＩＣ４は、トランジスタを複数内蔵
したＩＣであり、本実験ではその内のＮＰＮ形トランジ
スタＴr1，Ｔr2（以下、単に夫々Ｔr1，Ｔr2と記す）の
２個のみを用いるため、他のトランジスタは図示を省略
している。そしてＴr1のコレクタには直流電圧＋Ｅｄ
（例えば１５Ｖ）が印加され、エミッタは抵抗器Ｒ1 を
介して接地され、ベースはダイオードＤを介して接地さ
れると共に抵抗器Ｒ２を介してオペアンプ２２の出力端
子に接続されている。一方のＴr2は、コレクタとベース
とが短絡され、且つ抵抗器Ｒ3 を介して直流電圧＋Ｅｄ
が印加されると共にコンデンサＣ1 を介して接地されて
いる。Ｔr2のエミッタは直接接地されている。

【００３２】オペアンプ２２は、非反転入力端子に外部
から調整可能にされた電圧Ｖ1 が印加され、反転入力端
子にＴr1のエミッタ電圧が帰還されている。また当然の
ことながら、オペアンプ２２には正負両電圧（ここでは
＋Ｅｄと−Ｅｄ）が供給され、また各電圧ラインはオペ
アンプ２２の発振を防ぐために夫々２個のバイパスコン
デンサＣ2,Ｃ3 及びＣ4,Ｃ5 を介して接地されている。

【００３３】つまり図２の回路は、外部から入力された
電圧Ｖ1 をＴr1のベースに印加してＴr1に電流Ｉを流す
回路となっている。この回路において、ＩＣ４の上面に
放熱体１２を装着した状態としない状態とでＩＣ４内の
温度を測定し、放熱体１２の冷却効果を評価した。ＩＣ
４内の温度を測定するには、以下のようにする。すなわ
ち、Ｔr1の入力電圧Ｖ1 を調節して、Ｔr1の消費電力が
一定（例えば０．３Ｗ）になるように保つ。このとき
に、Ｔr2の出力電圧を測定することにより、ＩＣ４の内
部温度を推定している。Ｔr2はベースとコレクタとが短
絡され、ベースに正電圧が印加されていることから、出
力電圧ＶT は０Ｖ付近の所定電圧になるが、ＶT はＩＣ
４の内部温度に応じて変化する。この出力電圧ＶT と温
度の関係を予め求めておき、ＩＣ４の内部温度を測定す
る。

【００３４】そしてＴ層１４ａ，１４ｂ及びＶ層１６の
材料として次のようなものを用い放熱体１２Ａ，１２Ｂ
を構成した。放熱体１２ＡＴ層：熱加硫シリコーンにＡｌ₂Ｏ₃を８０wt％混合した
ものＶ層：液状シリコーンに気相成長炭素繊維を４０wt％混
合したもの放熱体１２ＢＴ層：Bergquist社製シリコーンとＡｌ₂Ｏ₃の化合物Ｖ層：熱加硫シリコーンと気相成長炭素繊維の化合物上記放熱体１２Ａについて各層の厚さを替えて３種類の
放熱体を構成し、温度測定を行なった結果が［表１］で
ある。

【００３５】

【表１】

【００３６】また放熱体１２Ｂについて各層の厚さを替
えて４種類の放熱体を構成し、温度測定を行なった結果
が［表２］である。

【００３７】

【表２】

【００３８】上記測定結果を、グラフにしたのが図３で
ある。横軸が放熱体の総厚さ、縦軸が装着したときに対
する装着したときの温度変化割合を表したものである。
なお、比較のために、ヒートシンク４４と同じ材料であ
るＡｌ板についても同様の測定を行なった。

【００３９】このように、放熱体１２Ａはヒートシンク
と同じ材料であるＡｌと比べても同じ厚さで温度低下性
能が高く、放熱体１２Ｂは更に高い。従って、ヒートシ
ンクに替えて図１のように放熱体１２Ｂ（あるいは放熱
体１２Ａ）を用いれば、更に薄い構成にて同様の冷却性
能を発揮できるペルチェ素子となる。

【００４０】また、図１（ｂ）のような実施態様にする
と、ペルチェ素子２にて熱量の移動を行なうに先だち、
放熱体１２Ｂ（あるいは放熱体１２Ａ）にて、ＩＣ４か
ら熱量を奪いつつ熱量の一部を、主にＶ層から電磁波に
して放出する。そしてペルチェ素子２に通電すると、放
熱体１２Ｂ（あるいは放熱体１２Ａ）にて放出し切れな
かった残りの熱量を、導体６ａへと移動させ周囲に放出
する。従い図１（ｂ）のように導体６ａ側のセラミック
プレート１０にヒートシンク等が装着されていなくて
も、ＩＣ４から発生される熱の一部は、放熱体１２Ｂ
（あるいは放熱体１２Ａ）によって放出されているの
で、温度上昇は抑えられ、冷却性能を発揮できる。

【００４１】図１（ａ）、（ｂ）どちらの実施態様によ
っても、ヒートシンクのような厚みのある構成ではな
く、放熱体１２という薄い構成によってペルチェ素子２
の冷却効果を補助することができるので、小型電子機器
に用いられる電子部品の冷却に好適である。

【００４２】以上、本発明の実施例であるペルチェ素子
２について説明してきたが、本発明はこれらの実施例に
何等限定されるものではなく様々な態様で実施し得る。
例えば、図１（ａ）に示した態様と、図１（ｂ）に示し
た態様とを組み合せたようにしてもよい。すなわち、ペ
ルチェ素子２の上下に配置されたセラミックプレート１
０の双方に放熱体１２を設けてもよい。

【００４３】また、放熱体１２を構成するシートの内、
ペルチェ素子２に直接接する層（図１（ａ）ではＴ層１
４ａ、図１（ｂ）ではＴ層１４ｂ）を熱伝導性に加え、
絶縁性を持った材料とし、セラミックプレート１０の役
割を兼ねさせてもよい。こうすると、セラミックプレー
ト１０を廃止でき、更にコンパクトなペルチェ素子とす
ることができる。

【００４４】また更に上記実施態様では、Ｔ層、Ｖ層を
夫々２枚、１枚用意し放熱体１２を構成したが、本発明
のＴ層とは異なる熱放射性材料からなる層（Ｔ’層とす
る）を作成し、例えばＴ−Ｖ−Ｔ’の順に積層して放熱
体１２を構成してもよい。また更に、上記とは積層の仕
方を逆にして、Ｖ−Ｔ−Ｖの順に積層された放熱体をペ
ルチェ素子２に設けてもよい。この場合、熱放射性材料
の層についてもＶ層とは異なる熱伝導性材料からなる層
（Ｖ’層とする）を作成し、例えばＶ−Ｔ−Ｖ’の順に
積層して放熱体１２を構成してもよい。

【００４５】そして更に、上記ではＶ層及びＴ層を３枚
積層させることにより放熱体１２を構成したが、２枚積
層したり４枚以上積層したりしてもよい。例えば、Ｖ−
Ｔ−Ｖ−Ｔ，Ｔ−Ｖ−Ｔ−Ｖ，Ｖ−Ｔ−Ｖ’−Ｔ，Ｖ−
Ｔ−Ｖ−Ｔ’−Ｖといった順に積層して構成するのも可
能である。このように多層重ねた構成にすると、ＩＣ４
チップ等から発生した熱を各Ｔ層が分担して電磁波に変
換して放射し、各Ｔ層間の熱伝導をＶ層が速やかに行な
うので、放熱体１２の中に熱がこもることがなく、より
冷却効果の高いものとでき、ペルチェ素子２の冷却性能
を十分に発揮できる。また、各層が夫々薄いフィルム状
にされていることから、このように多数積層しても、電
子機器の小型化を阻害しない。

【００４６】放熱体１２ＡのＴ層の材質は、Ａｌ₂Ｏ₃の
占める割合は８０wt％であったが、４０〜８５wt％の間
で選ぶことができる。同様にＶ層の材質についても気相
成長炭素繊維の占める割合は４０wt％であったが、２０
〜６０wt％の範囲で選ぶことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のペルチェ素子にてＩＣを冷却する様
子を示す説明図である。

【図２】本発明のペルチェ素子に用いられた放熱体の
冷却性能を示すグラフである。

【図３】放熱体の冷却性能を調べるための実験に用い
た回路の構成図である。

【図４】従来のペルチェ素子にてＩＣを冷却する様子
を示す説明図である。

【符号の説明】

２…ペルチェ素子４…ＩＣ６
ａ，６ｂ…導体８…半導体１０…セラミックプレート
１２…放熱体１４ａ，１４ｂ…Ｔ層（熱伝導性材料からなるシート）１６…Ｖ層（熱放射性材料からなるシート）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吸熱部と放熱部とを有し、直流電圧が印
加されると、ペルチェ効果により上記吸熱部周辺の熱量
を上記放熱部へと移動させ、上記吸熱部周辺を冷却する
ペルチェ素子において、上記放熱部に、熱放射率の大きい熱放射性材料からなるシートと、熱伝
導率の大きい熱伝導性材料からなるシートと、を積層し
てなる放熱体を設けたことを特徴とすることを特徴とす
るペルチェ素子。
【請求項２】吸熱部と放熱部とを有し、直流電圧が印
加されると、ペルチェ効果により上記吸熱部周辺の熱量
を上記放熱部へと移動させ、上記吸熱部周辺を冷却する
ペルチェ素子において、上記吸熱部に、熱放射率の大きい熱放射性材料からなるシートと、熱伝
導率の大きい熱伝導性材料からなるシートと、を積層し
てなる放熱体を設けたことを特徴とすることを特徴とす
るペルチェ素子。
【請求項３】請求項１又は請求項２に記載のペルチェ
素子において、上記放熱体が、上記熱放射性材料からなるシートと、上記熱伝導性材料
からなるシートと、を交互に積層してなることを特徴と
するペルチェ素子。