JPH11159909A - 電子加熱冷却装置 - Google Patents

電子加熱冷却装置

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Publication number
JPH11159909A
JPH11159909A JP9323493A JP32349397A JPH11159909A JP H11159909 A JPH11159909 A JP H11159909A JP 9323493 A JP9323493 A JP 9323493A JP 32349397 A JP32349397 A JP 32349397A JP H11159909 A JPH11159909 A JP H11159909A
Authority
JP
Japan
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heat exchanger
thermoelectric module
external force
heat
displacement
Prior art date
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Pending
Application number
JP9323493A
Other languages
English (en)
Inventor
Narimasa Iwamoto
成正 岩本
Nobuteru Maekawa
展輝 前川
Michimasa Tsuzaki
通正 津崎
Hiroaki Okada
浩明 岡田
Yuri Sakai
優里 坂井
Teruaki Komatsu
照明 小松
Shinya Murase
慎也 村瀬
Hiroyuki Inoue
宏之 井上
Masayuki Sagawa
昌幸 佐川
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.)
Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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 Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
Priority to JP9323493A priority Critical patent/JPH11159909A/ja
Publication of JPH11159909A publication Critical patent/JPH11159909A/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F25REFRIGERATION OR COOLING; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS; MANUFACTURE OR STORAGE OF ICE; LIQUEFACTION SOLIDIFICATION OF GASES
    • F25BREFRIGERATION MACHINES, PLANTS OR SYSTEMS; COMBINED HEATING AND REFRIGERATION SYSTEMS; HEAT PUMP SYSTEMS
    • F25B2321/00Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects
    • F25B2321/02Details of machines, plants or systems, using electric or magnetic effects using Peltier effects; using Nernst-Ettinghausen effects
    • F25B2321/023Mounting details thereof

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱電モジュールを外力による損傷から保護す
る。 【解決手段】 熱伝導的に並設された熱電半導体1aのP
型素子及びN型素子が交互に直列接続されてなる熱電モ
ジュール1 と、熱伝半導体1aにおける電流方向を挟持方
向として熱電モジュール1 を挟持する第1及び第2の熱
交換器2,3 と、を備えた電子加熱冷却装置において、挟
持方向に沿って外力が加わると同方向に弾性変形する弾
性部5aを有してその弾性部5aの弾性変形でもって第1又
は第2の熱交換器2,3 における挟持方向の外方面まで変
位方向の後端が変位する変位部材5が設けられた構成に
している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、熱電半導体を冷熱
源とした電子加熱冷却装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の電子加熱冷却装置とし
て、図11に示すものが存在する。このものは、熱伝導的
に並設された熱電半導体A1のP型素子及びN型素子が交
互に直列接続されてなる熱電モジュールA と、熱伝半導
体A1における電流方向を挟持方向として熱電モジュール
A を挟持する第1及び第2の熱交換器B,C と、第1及び
第2の熱交換器B,C に直接挟持された状態で熱電モジュ
ールA を包囲する包囲部材D と、を備えている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記した従来の電子加
熱冷却装置にあっては、熱電モジュールA は、第1及び
第2の熱交換器B,C に挟持された状態の包囲部材D によ
り包囲されているから、挟持方向に沿って衝撃等の外力
が加えらたときに、その外力が包囲部材D によってある
程度吸収されるが、包囲部材D の変形を伴うわけではな
いから、外力を十分に吸収することができず、熱電モジ
ュールA が外力により損傷する恐れがある。
【0004】本発明は、上記の点に着目してなされたも
ので、その目的とするところは、熱電モジュールを外力
による損傷から保護することができる電子加熱冷却装置
を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために、請求項1記載の発明は、熱伝導的に並設された
熱電半導体のP型素子及びN型素子が交互に直列接続さ
れてなる熱電モジュールと、熱伝半導体における電流方
向を挟持方向として熱電モジュールを挟持する第1及び
第2の熱交換器と、を備えた電子電子加熱冷却装置にお
いて、前記挟持方向に沿って外力が加わると同方向に弾
性変形する弾性部を有してその弾性部の弾性変形でもっ
て前記第1又は第2の熱交換器における前記挟持方向の
外方面まで変位方向の後端が変位する変位部材が設けら
れた構成にしている。
【0006】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明において、前記第1及び第2の熱交換器は棒状の結合
部材を介して互いが結合されるものであって、前記弾性
部材は結合部材に挿通支持された構成にしている。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明の第1実施形態を図1及び
図2に基づいて以下に説明する。この電子加熱冷却装置
は、熱電モジュール1 、第1の熱交換器2 、第2の熱交
換器3 、ボルト(結合部材)4 、変位部材5 を備えて構
成されている。
【0008】熱電モジュール1 は、熱伝導的に並設され
た熱電半導体1aのP型素子及びN型素子が基板2 を介し
て交互に直列接続されてなるものである。詳しくは、熱
電半導体1aのP型素子及びN型素子は、基板1bとの接続
面となっている両端面が、電流方向によって、発熱面1c
及び吸熱面1dとなり、発熱面1cとなる端面同士が同一平
面上に位置するとともに、吸熱面1dとなる端面同士が同
一平面上に位置することによって、熱伝導的に並設され
ている。
【0009】第1の熱交換器2 は、アルミニウム等の金
属材料製であって、基台2a及びその基台2aの一方面から
立設されたフィン2bからなる。この第1の熱交換器2
は、その基台2aの他方面が、熱電モジュール1 の発熱面
1cに接続された基板1bに接合されることによって、基板
1bを介して発熱面1cから伝わる熱を放熱して熱交換す
る。
【0010】第2の熱交換器3 は、第1の熱交換器2 と
同様に、アルミニウム等の金属材料製であって、頂上面
の面積が底面よりも小さい断面凸字型に形成されてい
る。この第2の熱交換器3 は、その頂上面が、熱電モジ
ュール1 の吸熱面1dに接続された基板1bに接合されるこ
とにより、基板1bを介して吸熱面1dへ熱を伝えるよう熱
交換する。
【0011】これらの第1及び第2の熱交換器2,3 は、
ボルト(結合部材)4 を介して互いに結合されることに
より、熱伝半導体1aにおける電流方向を挟持方向として
熱電モジュール1 を挟持することにより、熱電モジュー
ル1 との前述した接合状態が保持される。
【0012】ボルト(結合部材)4 は、棒状であって、
その基端部が第2の熱交換器3 に貫通するとともに、先
端部が第1の熱交換器2 に差し込まれるようにして、第
1及び第2の熱交換器2,3 を互いに結合する。
【0013】変位部材5 は、ゴム製の球状をなした弾性
部5aからなり、第2の熱交換器3 の底面に設けられた穴
部3aに配設される。詳しくは、この変位部材5 は、その
ものが有する弾性でもって、穴部3aの内方面に圧接する
ことにより、その一部が穴部3aから突出した状態で配設
される。この変位部材5 は、前述した挟持方向に沿っ
て、つまり第2の熱交換器3 へ向かって、衝撃等の外力
が加わると、弾性部5aが同方向に弾性変形して、その外
力を吸収する。
【0014】次に、図2に基づいて、第2の熱交換器3
の底面に、第2の熱交換器3 により冷却される被冷却物
10を接触配置したときの状態について説明する。第2の
熱交換器3 の底面に被加熱冷却物10を接触配置すると、
変位部材5 は、被冷却物10によって、押圧されることに
よって、変位部材5 そのものである弾性部5aが弾性変形
して、第2の熱交換器3 の底面、すなわち、前述した挟
持方向の外方面まで変位方向の後端が変位し、穴部3aか
ら突出しない状態となる。
【0015】かかる電子加熱冷却装置にあっては、前述
した挟持方向に沿って、第2の熱交換器3 の底面へ向か
って外力が加わると、変位部材5 そのもであるの弾性部
5aが同方向に弾性変形することによって、加えられた外
力を吸収するので、熱電モジュール1 を外力による損傷
から保護することができる。しかも、変位部材5 は、挟
持方向に沿って外力が加わって、変位部材5 そのもので
ある弾性部5aがが同方向に弾性変形すると、変位方向の
後端が第2の熱交換器3 における挟持方向の外方面まで
変位するので、第2の熱交換器3 における挟持方向の外
方面に、第2の熱交換器3 により冷却される被冷却物10
を接触配置することができる。
【0016】次に、本発明の第2実施形態を図3及び図
4に基づいて以下に説明する。なお、第1実施形態と実
質的に同一の機能を有した部材には同一の符号を付し、
第1実施形態と異なるところのみ記す。第1実施形態で
は、変位部材5 そのもである弾性部5aは、ゴム製で球状
をなしたものであるが、本実施形態では、コイルばねと
なっている。
【0017】詳しくは、コイルばねの弾性部5aは、その
端部が穴部3aの底面に接着等でもって固着されることに
より、その一部が穴部3aから突出した状態で配設され
る。
【0018】次に、図4に基づいて、第2の熱交換器3
の底面に被冷却物10を接触配置したときの状態について
説明する。第2の熱交換器3 の底面に被冷却物10を接触
配置すると、変位部材5 そのものである弾性部5aは、第
1実施形態と同様に、被冷却物10によって、押圧される
ことによって弾性変形して、第2の熱交換器3 の底面、
すなわち、前述した挟持方向の外方面まで変位方向の後
端が変位し、穴部3aから突出しない状態となる。
【0019】かかる電子加熱冷却装置にあっては、第1
実施形態と同様の効果を奏することができる。
【0020】次に、本発明の第3実施形態を図5に基づ
いて以下に説明する。なお、第2実施形態と実質的に同
一の機能を有した部材には同一の符号を付し、第2実施
形態と異なるところのみ記す。第2実施形態では、変位
部材5 そのものであるコイルばねの弾性部5aは、第2の
熱交換器3 の穴部3aの底面に固着されていたのに対し、
本実施形態では、第1の熱交換器2 の他方面に固着され
ている。
【0021】かかる電子加熱冷却装置にあっては、第2
実施形態の効果に加えて、第2の熱交換器3 に凹部3aを
設けなくてもよくなっている。
【0022】次に、本発明の第4実施形態を図6に基づ
いて以下に説明する。なお、第2実施形態と実質的に同
一の機能を有した部材には同一の符号を付し、第2実施
形態と異なるところのみ記す。第2実施形態では、変位
部材5 そのものであるコイルばねの弾性部5aは、第2の
熱交換器3 にのみ固着されていたのに対し、本実施形態
では、第1の熱交換器2 にも固着された構成となってい
る。
【0023】詳しくは、第1の熱交換器2 は、第2の熱
交換器3 と同様に、頂上面の面積が底面よりも小さい断
面凸字型に形成され、その底面に穴部2cが設けられてい
る。変位部材5 そのもであるコイルばねの弾性部5aは、
その端部が穴部2cの底面に接着等でもって固着されるこ
とにより、その一部が穴部2cから突出した状態で配設さ
れる。
【0024】かかる電子加熱冷却装置にあっては、前述
した挟持方向に沿って、第2の熱交換器3 の底面へ向か
って外力が加わるときだけではなく、第1の熱交換器2
の底面へ向かって外力が加われても、変位部材5 そのも
のである弾性部5aが同方向に弾性変形することによっ
て、加えられた外力を吸収するので、熱電モジュール1
を外力による損傷から、より確実に保護することができ
る。しかも、変位部材は、挟持方向に沿って外力が加わ
って弾性部5aが同方向に弾性変形すると、変位方向の後
端が第1及び第2の熱交換器2,3 における挟持方向の外
方面まで変位するので、第1及び第2の熱交換器2,3 に
おける挟持方向のそれぞれの外方面に、第2の熱交換器
により冷却される被冷却物10を接触配置することも、第
1の熱交換器により加熱される被加熱物を接触配置する
こともできる。
【0025】次に、本発明の第5実施形態を図7及び図
8に基づいて以下に説明する。なお、第2実施形態と実
質的に同一の機能を有した部材には同一の符号を付し、
第2実施形態と異なるところのみ記す。第2実施形態で
は、変位部材5 は、弾性部5aa そのものであるが、本実
施形態では、コイルばねの弾性部5a及びその弾性部5aの
弾性変形に伴って変位する変位部5bからなる。
【0026】詳しくは、変位部材5 の変位部5bは、一方
片及び他方片により、L字型に形成され、その一方片が
ネジに挿通支持されている。変位部材5 の弾性部5aは、
ボルト4 に挿通支持された状態で、変位部材5 の変位部
5bと第1の熱交換器2 との間に圧縮懸架されている。
【0027】次に、図8に基づいて、第2の熱交換器3
の底面に被冷却物10を接触配置したときの状態について
説明する。第2の熱交換器3 の底面に被冷却物10を接触
配置すると、変位部材5 は、その変位部5bの他方片の先
端が被加熱冷却物によって押圧されることによって、変
位部5bを介して弾性部5aが押圧されて弾性変形して、第
2の熱交換器3 の底面、すなわち、前述した挟持方向の
外方面まで変位方向の後端、つまり、変位部5bの他方片
の先端が変位する。
【0028】かかる電子加熱冷却装置にあっては、第1
実施形態の効果に加えて、弾性部5aは、ボルト4 に挿通
支持されるのであって、接着のように、手間をかけて第
2の熱交換器3 に固定するわけではなく、また、第2の
熱交換器3 に穴部3aを設けなくてもよいから、製作がや
り易くなる。
【0029】次に、本発明の第6実施形態を図9及び図
10に基づいて以下に説明する。なお、第5実施形態と実
質的に同一の機能を有した部材には同一の符号を付し、
第5実施形態と異なるところのみ記す。第5実施形態で
は、弾性部5aは、コイルばねであるが、本実施形態で
は、ゴム製で円筒状をなしたものであって、ボルト4 に
挿通支持されている。
【0030】かかる電子加熱冷却装置にあっては、第5
実施形態と同様の効果を奏することができる。
【0031】
【発明の効果】請求項1記載の発明は、挟持方向に沿っ
て外力が加わると、変位部材の弾性部が同方向に弾性変
形することによって、加えられた外力を吸収するので、
熱電モジュールを外力による損傷から保護することがで
きる。しかも、変位部材は、挟持方向に沿って外力が加
わって弾性部が同方向に弾性変形すると、変位方向の後
端が第1又は第2の熱交換器における挟持方向の外方面
まで変位するので、第1又は第2の熱交換器における挟
持方向の外方面に、第1又は第2の熱交換器により被加
熱冷却物を接触配置することができる。
【0032】請求項2記載の発明は、請求項1記載の発
明の効果に加えて、弾性部は、結合部材に挿通支持され
るのであって、手間をかけて第1又は第2の熱交換器に
固定するわけではないから、製作がやり易くなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態の断面図である。
【図2】同上のものに被加熱冷却物を取り付けた状態の
断面図である。
【図3】本発明の第2実施形態の断面図である。
【図4】同上のものに被加熱冷却物を取り付けた状態の
断面図である。
【図5】本発明の第3実施形態の断面図である。
【図6】本発明の第4実施形態の断面図である。
【図7】本発明の第5実施形態の断面図である。
【図8】同上のものに被加熱冷却物を取り付けた状態の
断面図である。
【図9】本発明の第6実施形態の断面図である。
【図10】同上の弾性手段を示す部分斜視図である。
【図11】従来例の断面図である。
【符号の説明】
1 熱電モジュール 1a 熱電半導体 2 第1の熱交換器 3 第2の熱交換器 4 ボルト(結合部材) 5 変位部材 5a 弾性部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 坂井 優里 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 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 村瀬 慎也 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 (72)発明者 佐川 昌幸 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工株 式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 熱伝導的に並設された熱電半導体のP型
    素子及びN型素子が交互に直列接続されてなる熱電モジ
    ュールと、熱伝半導体における電流方向を挟持方向とし
    て熱電モジュールを挟持する第1及び第2の熱交換器
    と、を備えた電子電子加熱冷却装置において、 前記挟持方向に沿って外力が加わると同方向に弾性変形
    する弾性部を有してその弾性部の弾性変形でもって前記
    第1又は第2の熱交換器における前記挟持方向の外方面
    まで変位方向の後端が変位する変位部材が設けられたこ
    とを特徴とする電子電子加熱冷却装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の熱交換器は棒状の結
    合部材を介して互いが結合されるものであって、前記弾
    性部は結合部材に挿通支持されたことを特徴とする請求
    項1記載の電子加熱冷却装置。
JP9323493A 1997-11-25 1997-11-25 電子加熱冷却装置 Pending JPH11159909A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013165113A (ja) * 2012-02-09 2013-08-22 Furukawa Co Ltd 熱電変換装置
CN106403465A (zh) * 2016-11-08 2017-02-15 上海航天控制技术研究所 一种热电制冷器柔性安装结构

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