JPH11340524A

JPH11340524A - 熱電ユニット

Info

Publication number: JPH11340524A
Application number: JP10141732A
Authority: JP
Inventors: Hiroaki Okada; 浩明岡田; Nobuteru Maekawa; 展輝前川; Michimasa Tsuzaki; 通正津崎; Narimasa Iwamoto; 成正岩本; Teruaki Komatsu; 照明小松; Shinya Murase; 慎也村瀬; Hiroyuki Inoue; 宏之井上; Masayuki Sagawa; 昌幸佐川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1998-05-22
Filing date: 1998-05-22
Publication date: 1999-12-10

Abstract

(57)【要約】【課題】表面積が大で冷却効率が高い上に安価である
放熱フィンを備えたものとする。【解決手段】所要のパターンで熱電素子が配列されて
いる熱電モジュール１の片面側に放熱部材２を、他面側
に吸熱部材３を配した熱電ユニットである。放熱部材２
は放熱用のフィン２０を備えている。両側面が波形をな
すものとして押し出し成形にて形成された該フィン２０
は押し出し方向と直交する方向に切断されて棒状のもの
となっている。両側面が波形である棒状のものであるた
めに、表面積がきわめて大きく、しかも押し出し成形と
切断で得たものであるために低コストである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所要のパターンで
熱電素子が配列されている熱電モジュールの片面側に放
熱部材を、他面側に吸熱部材を配している熱電ユニット
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】複数個の熱電素子（ペルチェ素子）を並
置配設するとともに各熱電素子を接合電極に接合するこ
とで各熱電素子を電気的に直列に且つＰ型の熱電素子と
Ｎ型の熱電素子とを交互に接続するとともに、これら熱
電素子が熱的には並列となるように接続配置することで
形成された熱電モジュールは、その通電時に熱電素子群
の片側が吸熱側、他方側が放熱側として作用するため
に、実使用に際しては、片側に吸熱部材を、他方側に放
熱部材を装着することで、吸熱面積及び放熱面積の拡大
を図る。

【０００３】この時、放熱部材はその表面積が大である
ことが好ましいために、放熱用のフィンを備えたものが
用いられるが、多数のピン状（棒状）のフィンを備えた
ものはその製造コストの点で高価なものとなり、安価に
製作できる板状フィンを備えたものが多用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、板状フィンを
備えたものは冷却効率の点で劣るために、熱電モジュー
ルの性能を生かしきれないことがあった。

【０００５】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、その目的とするところは表面積が大で冷却効
率が高い上に安価である放熱フィンを備えた熱電ユニッ
トを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】しかして本発明は、所要
のパターンで熱電素子が配列されている熱電モジュール
の片面側に放熱部材を、他面側に吸熱部材を配している
熱電ユニットにおいて、放熱部材は放熱用のフィンを備
えているとともに、両側面が波形をなすものとして押し
出し成形にて形成された該フィンは押し出し方向と直交
する方向に切断されて棒状のものとなっていることに特
徴を有している。押し出し成形で両側面が波形であるも
のを形成してこれを押し出し方向と直交する方向に切断
することで棒状のフィンとしているために、表面積がき
わめて大きいものを簡便に得ることができる。

【０００７】この時、フィンの配列ピッチは熱電モジュ
ールとの相対位置で非相対位置の部分より小さくしてい
ると、さらに高い冷却性能を得ることができる。

【０００８】フィンの基部にはフィンの切断に際して形
成された溝を設けておくのも好ましい。

【０００９】フィンを表面から突出させている放熱部材
のベース部はその両側面に凹凸条を備えたものとしてお
くとよく、この場合、凹凸条には凹溝である方がコスト
の点で好ましい。

【００１０】放熱部材もしくは吸熱部材における熱電モ
ジュールとの対向面は、切削で仕上げられた面としてお
くのが平面度の確保の点で好ましく、さらには放熱部材
もしくは吸熱部材における熱電モジュール側に凸部を設
けて該凸部の先端面を熱電モジュールとの対向面として
おくと、生産性の向上を図ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下本発明を図示の実施の形態の
一例に基づいて詳述すると、図２は全体構成を示してお
り、図中１は熱電モジュールであって、該熱電モジュー
ル１は複数個の熱電素子（ペルチェ素子）を並置配設す
るとともに各熱電素子を接合電極に接合することで各熱
電素子を電気的に直列に且つＰ型の熱電素子とＮ型の熱
電素子とを交互に接続するとともに、これら熱電素子が
熱的には並列となるように接続配置することで形成され
ており、通電時に放熱側となる面には放熱部材２が取り
付けられ、吸熱側となる面には吸熱部材３が取り付けら
れる。なお、熱良導体で形成される放熱部材２と吸熱部
材３とは図３に示すように相互にビス等の連結具４を用
いて連結することで、熱電モジュール１を間に挟みこ
む。

【００１２】ここにおける放熱部材２は、その表面に棒
状のフィン２０が多数突出するものとなっているが、該
フィン２０は図４に示すように押し出し成形で板状フィ
ン２１を形成した後、図５に示すように押し出し方向と
直交する方向に板状フィン２１を切断することで形成さ
れたものであり、特に押し出しに際して、両側面が波形
をなすように形成されたものとなっている。なお、図に
示すものでは、フィン２０における切断面２２は平面と
なっているが、切断用の鋸や回転砥石として波形断面を
持つものを用いることで、切断面２２も波形をなしてい
るものとしてもよい。また、ここでいう波形とは、ロー
レット形状のものを含むものとする。いずれにしても、
上記棒状フィン２０は、板状のものに比して表面積が大
きいだけでなく、通常の棒状フィンと比べても、側面が
波形となっているためにさらに表面積が大きいものであ
り、高い冷却効率を得ることができるものとなってい
る。なお、放熱部材２におけるフィン２０が片面より突
出しているベース部２３は、上記板状フィン２１の切断
に際して溝２５（図３参照）が同時に切削されるように
しておくとよい。押し出し方向と直交する方向に形成さ
れた溝２５は、フィン２０間を通るファン等による空気
流に乱流を生じさせるために、熱交換性能の向上を得る
ことができる。

【００１３】また、上記ベース部２３は、その押し出し
成形時に両側面に凹溝２４が設けられたものとしておく
とよい。この凹溝２４の存在は、押し出し後にベース部
２２が反ってしまうことを抑制する。凹溝２４に代えて
凸条を設けてもよいが、省材料の点では凹溝２４の方が
好ましい。

【００１４】また、押し出し成形で得たベース部２３
は、熱電モジュール２との接触面の平面度がどうしても
劣るために、図１に示すように、予め少し膨らませた形
状としておき、その後図中Ｃで示す線まで切削で仕上げ
ることによって高い平面度を得るようにするとよい。

【００１５】吸熱部材３にしても、押し出し成形で得る
場合、放熱部材２の場合と同様に両側面に凹溝３４（も
しくは凸条）を設けるのが好ましく、熱電モジュール１
との接触面は切削で仕上げるようにしておくとよい。吸
熱部材３における熱電モジュール１側に凸部３０を設け
て該凸部３０の先端面を熱電モジュール１との対向面と
なるようにしているのは、上記切削面積を少なくして生
産性の向上を図るためである。図中３５はサーミスタや
温度ヒューズなどを設置するための溝であり、該溝３５
も押し出し成形時に同時に形成しているが、この溝３５
も反りの抑制に役立つものとなっている。

【００１６】板状フィン２１を切断部材６で切断して棒
状フィン２０を得るにあたり、等ピッチで切断するので
はなく、図７に示すように、熱電モジュール１と対向す
ることになる中央部分でのピッチを小さくしておくと、
表面積をさらに大きくすることができる。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明においては、放熱部
材の放熱用の棒状フィンを、両側面が波形をなすものと
して押し出し成形にて形成したものを押し出し方向と直
交する方向に切断したものとして設けているために、側
面が波形側であることもあってきわめて大きい表面積を
有するものであり、しかも大きなプレスを用いて鍛造で
作成する棒状フィンと比較すれば、表面積がより大きい
だけでなく、コスト的にも有利なものであって、良好な
熱交換性能を有するものを安価に得ることができる。

【００１８】この時、フィンの配列ピッチは熱電モジュ
ールとの相対位置で非相対位置の部分より小さくしてい
ると、さらに高い冷却性能を得ることができる。

【００１９】フィンの基部にはフィンの切断に際して形
成された溝を設けておくと、フィン間を通る空気流に乱
流を生じさせることができるために、さらに高い冷却性
能を得ることができる。

【００２０】フィンを表面から突出させている放熱部材
のベース部はその両側面に凹凸条を備えたものとしてお
くと、押し出し成形後の反りの問題を抑制することがで
き、この場合、凹凸条には凹溝を用いると省材料とする
ことができる。

【００２１】放熱部材もしくは吸熱部材における熱電モ
ジュールとの対向面は、切削で仕上げられた面としてお
くと、良好な平面度を確保することができる。この時、
放熱部材もしくは吸熱部材における熱電モジュール側に
凸部を設けて該凸部の先端面を熱電モジュールとの対向
面としておくと、切削面積を少なくすることができるた
めに生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の一例における放熱部材を
示すもので、(a)は正面図、(b)はフィンの正面図、(c)
はフィンの側面図である。

【図２】同上の放熱部材と熱電モジュールと吸熱部材の
分解斜視図である。

【図３】(a)は同上の側面図、(b)は同上の断面図、(c)
は同上の平面図である。

【図４】同上の切断前の放熱部材の斜視図である。

【図５】同上の切断後の放熱部材の斜視図である。

【図６】同上の吸熱部材の側面図である。

【図７】(a)(b)は切断ピッチについて説明する斜視図で
ある。

【符号の説明】

１熱電モジュール２放熱部材３吸熱部材２０フィン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者岩本成正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

【特許請求の範囲】

【請求項１】所要のパターンで熱電素子が配列されて
いる熱電モジュールの片面側に放熱部材を、他面側に吸
熱部材を配している熱電ユニットにおいて、放熱部材は
放熱用のフィンを備えているとともに、両側面が波形を
なすものとして押し出し成形にて形成された該フィンは
押し出し方向と直交する方向に切断されて棒状のものと
なっていることを特徴とする熱電ユニット。
【請求項２】フィンの配列ピッチが熱電モジュールと
の相対位置で非相対位置の部分より小さくなっているこ
とを特徴とする請求項１記載の熱電ユニット。
【請求項３】フィンの基部にはフィンの切断に際して
形成された溝があることを特徴とする請求項１または２
記載の熱電ユニット。
【請求項４】フィンを表面から突出させている放熱部
材のベース部はその両側面に凹凸条を備えていることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の熱電ユ
ニット。
【請求項５】凹凸条は凹溝であることを特徴とする請
求項４記載の熱電ユニット。
【請求項６】放熱部材もしくは吸熱部材における熱電
モジュールとの対向面は、切削で仕上げられた面となっ
ていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に
記載の熱電ユニット。
【請求項７】放熱部材もしくは吸熱部材における熱電
モジュール側に凸部を設けて該凸部の先端面が熱電モジ
ュールとの対向面とされていることを特徴とする請求項
６に記載の熱電ユニット。