WO2005117153A1

WO2005117153A1 - 熱電変換装置およびその製造方法

Info

Publication number: WO2005117153A1
Application number: PCT/JP2005/009914
Authority: WO
Inventors: Akio Matsuoka; Isao Kuroyanagi; Takashi Yamamoto; Yukinori Hatano; Makoto Uto; Yasuhiko Niimi; Hirokazu Yoshino; Fumiaki Nakamura; Satoshi Mizutani; Jiro Ebihara
Original assignee: Denso Corporation
Priority date: 2004-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2005-12-08
Also published as: US20070220902A1; DE112005001273T5

Abstract

　熱伝変換装置は、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とを所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（１０）、複数の熱交換素子（２２、３２）とこれら複数の熱交換素子（２２、３２）を保持する保持板（２１、３１）とを備え、複数の熱交換素子（２２、３２）を熱電素子（１２、１３）の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる熱交換素子組立体（２０、３０）とを備える。そして、熱電素子組立体（１０）と熱交換素子組立体（２０、３０）とが積層された状態において、熱電素子組立体（１０）と熱交換素子組立体（２０、３０）との間の複数の接合箇所を、接合部材によって一斉に接合する。

Description

明細書

熱電変換装置およびその製造方法

技術分野

[0001] 本発明は、 N型熱電素子および P型熱電素子を直列に接続した熱電変換装置に関するものである。

背景技術

[0002] 従来、特許第 3166228号公報（米国特許第 5254178号）、特開平 5— 175556 号公報、及び米国特許第 6521991号に記載の熱電変換装置が知られている。

[0003] これら従来技術は、複数の N型熱電素子と P型熱電素子とを、交互に直列に接続している。それら接続部分は、通電方向に応じて、ペルチヱ効果によって、低温あるいは高温になる。低温部は、吸熱部あるいは冷却部とも呼ばれる。高温部は、放熱部あるいは加熱部とも呼ばれる。さらに、上記従来技術は、熱交換を促進するための部材を接続部分に設ける構成を開示している。例えば、空気との熱交換を促進するためのフィンを設ける構成を開示している。また、上記従来技術は、複数の熱電素子を板状に配列する構成を開示している。また、このような熱電素子アレイの両面に、板状の部材を配置する構成を開示して、る。

[0004] し力しながら、上記の従来技術では、多数の熱電素子、電極部材、熱交換部材を配列し、接合するため、生産性の向上が困難であった。また、装置の小型化は、求められる電気絶縁性の提供を困難とした。

[0005] 本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決することにある。本発明のひとつの目的は、熱電変換装置の生産性を改善することにある。本発明のひとつの目的は、生産性に優れた熱電変換装置を提供することにある。本発明の他の目的は、求められる電気絶縁性を確保しつつ、生産が容易な熱電変換装置を提供することにある。本発明の目的は、新規な構成の熱電変換装置を提供すること、あるいは新規な製造方法を提供することによって達成される。

発明の開示

[0006] 上記、目的を達成するために、請求項 1ないし請求項 33に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項 1に記載の発明では、複数の P型熱電素子（12)と複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（10)と、複数の熱交換素子 (22、 32)とこれら複数の熱交換素子 (22、 32)を保持する保持板 (21、 31)とを備え、複数の熱交換素子（22、 32)を熱電素子（12、 13)の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる熱交換素子組立体 (20、 30)と、熱電素子組立体（10)と熱交換素子組立体（20、 30)とが積層された状態において、熱電素子組立体 (10)と熱交換素子組立体 (20、 30)との間の複数の接合箇所を一斉に接合する接合部材とを備えることを特徴としている。

[0007] 請求項 1に記載の発明によれば、熱電素子組立体（10)と熱交換素子組立体（20、 30)とを構成した後に、それらを積層して、それらの間の複数の接合箇所を一斉に接合することができるので優れた生産性を実現できる。

[0008] ここで、接合部材としては、熱的な接合を提供することを目的とした接着性の部材、例えば接着剤を用いることができる。また、接合部材はそれぞれ独立した複数の接合部材カも構成することができる。また、この他に複数の接合箇所をひとまとめにして接合するように構成することができる。例えば、一枚の板状の接着剤を用いることができる。

[0009] さらに、接合部材として、熱的な接合と、電気的な接合との両方を提供することを目的とした導電性の接合部材、例えば半田などを用いることができる。熱電素子組立体 (10)と熱交換素子組立体 (20、 30)との間の複数の接合箇所は、例えば、直列接続される P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)との上に設定される。

[0010] また、複数の接合箇所は、ひとつの熱交換素子（22、 32)と、直列接続される P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)との対との間に設定される。熱交換素子 (22、 3 2)は、伝導性に優れた材料によって提供されることができる。なお、熱交換素子（22 、 32)が導電性の材料により構成される場合には、電気的に互いに絶縁されることができる。

[0011] また、熱交換素子組立体 (20、 30)は、通電により低温状態となる吸熱側、あるいは高温状態となる放熱側のみ配置することができる。また、熱交換素子組立体 (20、 30 )は、吸熱側と、放熱側とのそれぞれに配置することができる。 [0012] 請求項 2に記載の発明では、熱電素子組立体（10)は、複数の P型熱電素子（12) と複数の N型熱電素子（13)とを電気的に直列接続する複数の電極部材（ 16)を備え、複数の熱交換素子（22、 32)は、複数の電極部材（16)のそれぞれに対応して設けられ、

接合部材は、複数の熱交換素子 (22、 32)と、複数の電極部材（16)との間をそれぞれ接合する複数の接合部材を備えることを特徴としている。

[0013] 請求項 2に記載の発明によれば、熱電変換素子組立体（10)を直列接続して組立てた後に、熱交換素子組立体（20、 30)を接合できるため、両組立体（10、 20、 30) の品質確保を確実にできる。

[0014] 請求項 3に記載の発明では、熱交換素子（22、 32)のそれぞれは、複数の P型熱電素子（12)と複数の N型熱電素子（13)とを電気的に直列接続する電極部（25、 35

)と、この電極部（25、 35)から延び出し、熱交換媒体と熱交換する熱交換部（26、 3

6)とを備え、

接合部材は、熱交換素子（22、 32)の電極部（25、 35)と、一つの P型熱電素子（1 2)と、一つの N型熱電素子（13)とを接合することを特徴としている。

[0015] 請求項 3に記載の発明によれば、熱交換素子（12、 13)に電極部（25, 35)を一体形成するため、熱抵抗の低減、あるいは部品点数の低減といった効果がある。本発明の構成は、複数の P型熱電素子（ 12)と複数の N型熱電素子（13)とを電気的に直列接続する複数の電極部材 (16)を備える熱電変換素子組立体 (10)と併用することができる。

[0016] 請求項 4に記載の発明では、熱交換素子組立体（20、 30)は、吸熱側に配置される吸熱側熱交換素子組立体 (20)と、放熱側に配置される放熱側熱交換素子組立体 (30)とを備え、

接合部材は、熱電素子組立体 (10)と吸熱側熱交換素子組立体 (20)とが積層された状態において、それらの間の複数の接合箇所を一斉に接合する第 1接合部材と、熱電素子組立体（10)と放熱側熱交換素子組立体 (30)とが積層された状態において、それらの間の複数の接合箇所を一斉に接合する第 2接合部材とを備えることを特徴としている。 [0017] 請求項 4に記載の発明によれば、吸熱側と放熱側との両方を予め熱交換素子組立体 (20、 30)として構成した後に、それらを熱電素子組立体（10)と接合する構成をとることができ、優れた生産性を実現できる。この構成において、第 1接合部材と第 2接合部材とは、それぞれ順に接合状態にされる構成でも、同時に接合状態にされる構成でもよい。

[0018] 請求項 5に記載の発明では、熱交換素子組立体（20、 30)の保持板（21、 31)は、熱交換媒体が熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供することを特徴として、る。

[0019] 請求項 5に記載の発明によれば、高い生産性を実現しながら、その生産性の向上に寄与する部材を用いて吸熱側と放熱側との間の、望ましくな、熱の移動を低減することができる。ここで、熱交換媒体としては、気体、液体を用いることができ、例えば空気、水などを用いることができる。

[0020] 請求項 6に記載の発明では、熱電素子組立体（10)は、複数の P型熱電素子（12) と複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に保持する保持板（11)を備え、その保持板（11)は、熱交換媒体が熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供することを特徴としてヽる。

[0021] 請求項 6に記載の発明によれば、高い生産性を実現しながら、その生産性の向上に寄与する部材を用いて吸熱側と放熱側との間の、望ましくな、熱の移動を低減することがでさる。

[0022] 請求項 7に記載の発明では、熱電素子組立体（10)は、複数の P型熱電素子（12) と複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に保持する保持板（11)を備え、その保持板（11)は、熱交換媒体が熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供するとともに、熱交換素子組立体 (20、 30)の保持板（11)との間に断熱層としての所定の隙間を形成することを特徴として、る。

[0023] 請求項 7に記載の発明によれば、高い生産性を実現しながら、その生産性の向上に寄与する部材を用いて吸熱側と放熱側との間の、望ましくな、熱の移動を低減することができる。特に、 2つの壁の間に断熱層が形成されることで望ましくない熱の移動をより少なく低減することができる。 [0024] また、断熱層には、例えば空気を入れることができる。断熱層は、熱電素子組立体 ( 10)の吸熱側と放熱側との両側に形成すること、ある!/ヽは吸熱側と放熱側との片側にのみ形成することができる。

[0025] 請求項 8に記載の発明では、吸熱側熱交換素子組立体 (20)の保持板 (21)は、熱交換媒体が熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する吸熱側の壁を提供し、放熱側熱交換素子組立体 (30)の保持板 (31)は、熱交換媒体が熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する放熱側の壁を提供し、吸熱側の壁と、放熱側の壁との間に断熱層としての所定の隙間を形成することを特徴として、る。

[0026] 請求項 8に記載の発明によれば、高い生産性を実現しながら、その生産性の向上に寄与する部材を用いて吸熱側と放熱側との間の、望ましくな、熱の移動を低減することができる。特に、 2つの壁の間に断熱層が形成されることで望ましくない熱の移動をより少なく低減することができる。また、熱電素子組立体（10)が吸熱側と放熱側との間の熱交換媒体の流れを許容する構成であっても、 2つの保持板（21、 31)の間に断熱層を形成することができる。

[0027] 請求項 9に記載の発明では、熱交換素子 (22、 32)は、熱交換媒体の流れ方向に沿って広がる板状部分を有し、その板状部分には、その板状部分の両面間の熱交換媒体の流れを許容する熱交換部（26、 36)が形成されており、熱交換素子 (22、 3

2)を保持する保持板 (21、 31)は、熱交換素子 (22、 32)の板状部分のうち、熱交換部（26、 36)が形成されない部位を保持する開口を備え、熱交換部（26、 36)は、開口の開口幅より外側へ広がって、ることを特徴として、る。

[0028] 請求項 9に記載の発明によれば、熱交換素子（22、 32)が熱交換部（26、 36)を備えることで熱交換媒体との間の熱交換が促進される。しカゝも、熱交換素子（12、 13) を保持する保持板 (21、 31)の開口幅より熱交換部（26、 36)を外側へ広げることができるため、高い熱交換性能を提供できる。

[0029] 請求項 10に記載の発明では、複数の P型熱電素子（12)と複数の N型熱電素子（1

3)との大部分は、熱交換媒体の流れ方向に沿って直列に接続されるように配列されていることを特徴としている。 [0030] 請求項 10に記載の発明によれば、 P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを直列接続するために必要となる電気的な接続部材としての、細長い熱交換素子（22、 3 2)に沿って熱交換媒体が流れる。この熱交換素子 (22、 32)は熱交換媒体の流れ方向に沿って広がる熱交換部（26、 36)を有するから、細長い電気的な接続部材に沿って広、表面積をもった熱交換面を提供できる。

[0031] 請求項 11に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、

隣接して配列された N型熱電素子（13)と P型熱電素子（12)とを電気的に接続する吸熱電極部（25)、およびその吸熱電極部（25)より伝熱される熱を熱交換する吸熱部（26)を有する第 1吸熱電極部材 (22)を絶縁材料力なる第 2絶縁基板 (21)に略碁盤目状に複数個配列して構成された吸熱電極基板 (20)と、

隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する放熱電極部（35)、およびその放熱電極部（35)より伝熱される熱を熱交換する放熱部（36)を有する第 1放熱電極部材 (32)を絶縁材料カゝらなる第 3絶縁基板 (31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された放熱電極基板 (30)とを備え、

吸熱電極基板 (20)と放熱電極基板 (30)との間に熱電素子基板（10)を挟み込んで組み合わせることにより、吸熱電極基板（20)は、隣接して配列された N型熱電素子（13)と P型熱電素子（12)とを吸熱電極部（25)が直列的に接続されるように構成するとともに、放熱電極基板 (30)は、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを放熱電極部（35)が直列的に接続されるように構成することを特徴としている。

[0032] 請求項 11に記載の発明によれば、極小部品である熱電素子（12、 13)とこれに接続する放熱電極部（35)および吸熱電極部（25)がそれぞれの絶縁基板（11、 21、 3 1)に略碁盤目状に配設して一体に構成されることにより、組付性の向上が図れる。

[0033] また、一体に構成された各基板（10、 20、 30)を重ね合わせることで複数個の各熱電素子（12、 13)間を直列的に接続できるので、従来の熱電素子と電極部材とを直列的に積層させる方式よりも組付作業が容易にできる。 [0034] また、隣接する熱電素子（12、 13)と放熱電極部（35)もしくは吸熱電極部（25)との電気的接続が熱電素子基板を挟み込んで一方に吸熱側、他方に放熱側と区画して直接的に接続できるので接続部で発生する熱を効率的に取り出すことができる。

[0035] 請求項 12に記載の発明では、熱電素子基板（10)には、隣接する熱電素子（12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)が隣接する熱電素子（12、 13)の両端面に接合され、

吸熱電極基板 (20)と放熱電極基板 (30)との間に熱電素子基板（10)を挟み込んで組み合わせときに、吸熱電極基板（20)は、隣接して配列された N型熱電素子（13 )と P型熱電素子（12)とを吸熱電極部（25)が電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成するとともに、放熱電極基板 (30)は、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを放熱電極部（35)が電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成することを特徴として、る。

[0036] 請求項 12に記載の発明によれば、隣接する熱電素子（12、 13)を電極部材（16) により直列的に接合できるため、熱電素子（12、 13)、電極部材（16)間における導通不良などの電気的な検査が熱電素子基板（10)のみで容易に行なうことができる。これにより、吸熱電極基板（20)、放熱電極基板（30)とを組み合わせたときに検査するよりも早期に不良品の抽出ができるとともに組付性の向上が図れる。

[0037] また、電極部材（16)においても熱電素子（12、 13)と同じように極小部品であって複数個を熱電素子（12、 13)に組み付けるため、第 1絶縁基板（11)に一体に構成することで組付性の向上が図れる。

[0038] 請求項 13に記載の発明では、吸熱電極基板 (20)には、熱電素子基板（10)に隣接する熱電素子（12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)が吸熱電極部（25)の一端面に接合され、放熱電極基板 (30)には、熱電素子基板（10)に隣接する熱電素子（12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)が放熱電極部（35)の一端面に接合され、吸熱電極基板 (20)と放熱電極基板 (30)との間に熱電素子基板（10)を挟み込んで組み合わせときに、

吸熱電極基板 (20)は、隣接して配列された N型熱電素子（13)と P型熱電素子（1 2)とを吸熱電極部（25)が電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成するとともに、放熱電極基板 (30)は、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを放熱電極部（35)が電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成することを特徴として、る。

[0039] 請求項 13に記載の発明によれば、極小で複数個の電極部材（16)を第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (32)、つまり、第 2および第 3絶縁基板 (21、 31) に一体に構成されることになるため組付性の向上が図れる。

[0040] 請求項 14に記載の発明では、第 2絶縁基板 (21)および第 3絶縁基板 (31)は、電極部材（16)を略碁盤目状に配列し、かつ電極部材（16)の一端面側に凹状の溝部 (24、 34)が形成されるように一体成形で形成し、吸熱電極基板（20)は、吸熱電極部（25)が溝部（24)に嵌合して電極部材（16)の一端面に接合され、放熱電極基板 (30)は、放熱電極部（35)が溝部（34)に嵌合して電極部材（16)の一端面に接合されて、ることを特徴として！/、る。

[0041] 請求項 14に記載の発明によれば、電極部材（16)と第 1吸熱電極部材（22)および第 1放熱電極部材 (32)と第 2絶縁基板 (21)および第 3絶縁基板 (31)との一体構成が容易にできるとともに、接合部の位置決めが容易にできる。

[0042] 請求項 15に記載の発明では、熱電素子基板（10)に隣接する熱電素子（12、 13) 間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)と、この電極部材（16)を絶縁材料カゝらなる第⁴絶縁基板 (41)に略碁盤目状に複数個配列して構成された電極基板 (40)とが設けられ、吸熱電極基板 (20)、電極基板 (40)、熱電素子基板（10)、電極基板 (40)、および放熱電極基板（30)とを重ねて組み合わせたときに、

[0043] 請求項 15に記載の発明によれば、極小で複数個の電極部材（16)を第 4絶縁基板 (41)に一体に構成されることで組付性の向上が図れる。

[0044] 請求項 16に記載の発明では、電極部材（16)は、第 1吸熱電極部材（22)に形成された吸熱電極部（25)および第 1放熱電極部材（32)に形成された放熱電極部（35) の板厚よりも厚肉に形成して、ることを特徴として、る。

[0045] 請求項 16に記載の発明によれば、電極部材（16)は熱電素子（12、 13)を流れる許容電流によって板厚が設定されるが、吸熱部（26)もしくは放熱部（36)を形成する第 1吸熱電極部材 (22)もしくは第 1放熱電極部材 (32)は、電極部材（16)よりも薄肉に形成することで吸熱部（26)、放熱部（36)の加工性が向上する。

[0046] また、電極部材（16)を介せずに隣接する熱電素子（12、 13)間を第 1吸熱電極部材（22)もしくは第 1放熱電極部材（32)で直列的に接続する組み合わせの場合は、吸熱電極部（25)、放熱電極部（35)に許容電流に応じた板厚が必要なるため電極部材（16)を設けることで第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (32)の重量を低減できる。

[0047] 請求項 17に記載の発明では、電極部材（16)は、吸熱電極部（25)および放熱電極部（35)の板厚が 0. 1〜0. 3mm程度に形成しているのに対して、少なくとも 0. 2 〜0. 5mm程度の板厚で吸熱電極部（25)および放熱電極部（35)よりも厚く形成していることを特徴としている。

[0048] 請求項 17に記載の発明によれば、上述した数値の板厚で形成することで、接合部で発生する熱の取り出しのための熱交換部への伝熱性能の向上が図れる。

[0049] 請求項 18に記載の発明では、電極部材（16)と吸熱電極部（25)、電極部材（16) と放熱電極部（35)との間には、絶縁材料からなる絶縁被膜層 (17)を介して接合されて、ることを特徴として！/、る。

[0050] 請求項 18に記載の発明によれば、例えば、高、電気絶縁性を維持しつつ熱抵抗の低、絶縁材料を用いれば、熱抵抗の小さヽ接合部を形成できるので熱電変換効率を低下させることはない。また、隣接する第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材（32)は互いに電気的な絶縁処理もしくは互いに電気的絶縁の得られる間隙を設ける必要はない。

[0051] 請求項 19に記載の発明では、第 1絶縁基板（11)は、 P型熱電素子（12)および N 型熱電素子（13)を交互に略碁盤目状に配列するための複数個の係合孔（14)が形成され、熱電素子基板（10)は、吸熱電極基板 (20)と放熱電極基板 (30)とを組み合わせる前に、 P型熱電素子（ 12)および N型熱電素子（ 13)を係合孔（14)に交互に複数個配列して熱電素子群を列設したことを特徴としている。

[0052] 請求項 19に記載の発明によれば、熱電素子基板（10)を構成するには、複数個の極小部品である熱電素子（12、 13)を第 1絶縁基板（11)に交互に配列する組付作業が伴うが、いずれか一方の電極基板（20、 30)の上方に、いずれか一方の電極部 (25、 35)〖こ係合孔（14)が合致するように第 1絶縁基板（11)を載せて、その係合孔 (14)に熱電素子（12、 13)を配列するように組みつけることができる。

[0053] また、熱電素子（12、 13)を一体構成するには、予め成形型に熱電素子（12、 13) を交互に配列して絶縁材料を注入する成形方式がある力これに限らず、例えば口ボット方式により本発明のように係合孔（14)に熱電素子（12、 13)を配列させても良い。この方法の場合には成形型が簡素にできる。

[0054] 請求項 20に記載の発明では、熱電素子基板（10)は、棒状の P型熱電素子（12) および棒状の N型熱電素子（13)を成形型に交互に略碁盤目状に複数個配列し、その成形型に絶縁材料を注入して切断前熱電素子基板（10a)を成形加工した後、所望する板厚になるように切断前熱電素子基板（10a)を切断加工して形成したことを特徴としている。

[0055] 請求項 20に記載の発明によれば、極小の部品である熱電素子（12、 13)を棒状にして切断前熱電素子基板（10a)を成形加工した後、それを切断加工して形成したことにより、熱電素子基板（10)の製造が簡素にできるとともに、棒状の熱電素子（12、 13)を扱うことで組付性の向上が図れる。

[0056] 請求項 21に記載の発明では、第 1絶縁基板（11)を構成する材料として、棒状の P 型熱電素子（ 12)および棒状の N型熱電素子（ 13)を交互に配列するための複数個の溝部（15)を直線状に複数枚用意し、熱電素子基板（10)は、棒状の P型熱電素子 ( 12)および棒状の N型熱電素子（13)を材料の溝部（15)に交互に配列して、第 1 絶縁基板 (11)を構成する材料を複数枚接合することにより、一体化し、所望する板厚の第 1絶縁基板（11)になるように切断加工して形成されたものであることを特徴としている。

[0057] 請求項 21に記載の発明によれば、棒状の熱電素子（12, 13)は、比較的成形圧に脆い特性を有している。このため成形加工の他に、接合、切断加工で形成されることにより、熱電素子基板（10)の製造がより簡素にできるとともに、上述の請求項 11よりも精度の高い熱電素子基板 10が構成できる。

[0058] 請求項 22に記載の発明では、熱電素子基板（10)には、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)との間に突出し状の凸部（l ib)が両面に形成されるとともに、吸熱電極部（25)および放熱電極部（35)には、凸部（l ib)に嵌合する嵌合部（25b、 35b)が形成され、第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材（ 32)は、嵌合部（25b、 35b)を凸部（l ib)に嵌合させることを特徴としている。

[0059] 請求項 22に記載の発明によれば、凸部（l ib)と嵌合部（25b、 35b)とを形成することで隣接する熱電素子（12、 13)と放熱電極部（35)もしくは吸熱電極部（25)との電気的接続が確実にできる。

[0060] 請求項 23に記載の発明では、吸熱電極基板 (20)は、吸熱電極部（25)の接合部近傍に第 2絶縁基板 (21)の一端面を配置するように構成し、放熱電極基板 (30)は、放熱電極部（35)の接合部近傍に第 3絶縁基板 (31)の一端面を配置するように構成させて!/、ることを特徴として、る。

[0061] 請求項 23に記載の発明によれば、例えば、吸熱電極部（25)を第 2絶縁基板（21) の一端面に対して突き出さないように第 1吸熱電極部材 (22)を構成させることで、吸熱電極部（25)のみが熱電素子（12、 13)側に露出している。従って、熱電素子（12 、 13)自体がジュール熱により発熱することで、熱電素子（12、 13)の側面が高温の状態となるため、熱電素子（12、 13)の側面力対流により低温側となる第 1吸熱電極部材（22)への熱伝達量を低下することができる。これにより、低温側の接合部の吸熱量を低下させな、ため熱電変換効率の向上が図れる。

[0062] 請求項 24に記載の発明では、吸熱電極基板（20)は、吸熱電極部（25)に対向する他端側に第 2絶縁基板 (21)の一端面を配置するように構成し、放熱電極基板 (30 )は、放熱電極部（35)に対向する他端側に第 3絶縁基板 (31)の一端面を配置するように構成させて、ることを特徴として、る。 [0063] 請求項 24に記載の発明によれば、吸熱電極部（25)および放熱電極部（35)は電気的接続部であるため、これと対向する他端側が第 2もしくは第 3絶縁基板 (21、 31) に結合されることで、隣接する第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (32) の互いの電気的絶縁が確実に行なうことができる。また、他端側は空気通路を形成するケース部材として流用ができる。

[0064] 請求項 25に記載の発明では、熱電素子基板（10)を区画壁として、この熱電素子基板（10)の両側に送風通路を形成するケース部材（28、 38)が設けられ、このケース部材（28、 38)は、第 1吸熱電極部材（22)もしくは第 1放熱電極部材（32)のいずれか一方を覆うことを特徴として、る。

[0065] 請求項 25に記載の発明によれば、隣接する熱電素子（12、 13)に接続される吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)で発生した熱を冷却流体と被冷却流体とに容易に分離できるとともに、これらの熱を有効に利用することが可能である。

[0066] 請求項 26に記載の発明では、第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (3 2)は、全体形状が略 U字状に形成し、その底部に平面状力なる吸熱電極部（25) もしくは放熱電極部（35)を形成し、かつ吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35) 力外方に延出された平面にルーバ状、またはオフセット状のいずれかの形状を成形加工で形成したことを特徴として!/、る。

[0067] 請求項 26に記載の発明によれば、これらの形状であれば、平板状の金属板を、例えば、プレス力卩ェゃローラ成形などの塑性カ卩ェにより複数個の吸熱電極部（25)、放熱電極部（35)および吸熱部（26)、放熱部（36)を一体で容易に成形加工することができる。これにより、第 1吸熱電極部材（22)および第 1放熱電極部材（32)の生産 '性が向上できる。

[0068] 請求項 27に記載の発明では、第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (3 2)は、少なくとも熱電素子群に沿って、複数個の吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)を連結させて帯状に形成して、第 2もしくは第 3絶縁基板 (21、 31)に結合させた後に、吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)のそれぞれが互いに電気的に絶縁されるように形成したことを特徴として、る。

[0069] 請求項 27に記載の発明によれば、吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)を連結することで、複数個となる第 1吸熱電極部材 (22)および第 1放熱電極部材 (32)が少なくとも熱電素子群単位に帯状に一体で構成できる。これにより、第 1吸熱電極部材（22)および第 1放熱電極部材（32)の第 2および第 3絶縁基板（21、 31)への組付作業が容易にできる。

[0070] 請求項 28に記載の発明では、第 1吸熱電極部材（22)は、平板状力もなる吸熱電極部（25)とその吸熱電極部（25)で発生する熱を熱交換する吸熱熱交換部材（22a )とから構成され、第 1放熱電極部材 (32)は、平板状カゝらなる放熱電極部（35)とその放熱電極部（35)で発生する熱を熱交換する放熱熱交換部材 (32a)とから構成され、吸熱熱交換部材 (22a)および放熱熱交換部材 (32a)は、吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)に、伝熱可能に結合するように第 2もしくは第 3絶縁基板 (21、 31)に設けられることを特徴としている。

[0071] 請求項 28に記載の発明によれば、吸熱電極部（25)および放熱電極部（35)が吸熱熱交換部材 (22a)および放熱熱交換部材 (22a)と別体に構成しても、少なくとも放熱電極部（35)および吸熱電極部（25)が第 2もしくは第 3絶縁基板 (21、 31)に設けられることにより、従来の熱電素子と電極部材とを直列的に積層させる方式よりも組付作業が容易にできる。

[0072] 請求項 29に記載の発明では、第 1吸熱電極部材（22)は、少なくとも二つ以上の複数個に分けて第 2絶縁基板 (21)に L字状に配設するように吸熱電極部（25)と吸熱部（26)とを平板状の板材に一体に形成し、それぞれの吸熱電極部（25)を第 2絶縁基板 (21)に形成された基板穴に圧入し、その後第 2絶縁基板 (21)の一端面に沿つて折り曲げによりそれぞれ吸熱電極部（25)を形成し、かつそれぞれの吸熱電極部（ 25)を結合するように構成して、るとともに、

第 1放熱電極部材 (32)は、少なくとも二つ以上の複数個に分けて第 3絶縁基板 (3 1)に L字状に配設するように放熱電極部（35)と放熱部（36)とを平板状の板材にー体に形成し、それぞれの放熱電極部（35)を第 3絶縁基板 (31)に形成された基板穴に圧入し、その後第 3絶縁基板 (31)の一端面に沿って折り曲げによりそれぞれ放熱電極部（35)を形成し、かつそれぞれの放熱電極部（35)を結合するように構成して、ることを特徴として、る。 [0073] 請求項 29に記載の発明によれば、少なくとも二つ以上の複数個に分けて吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)と吸熱部（26)もしくは放熱部（36)とを平板状の板材に一体に形成していることにより、特に吸熱部（26)もしくは放熱部（36)の成形が複数個で形成するよりも成形加工が短時間に形成できる。これにより、製造工数の低減が図れる。

[0074] し力も、吸熱部（26)もしくは放熱部（36)の数を容易に増やすことができることにより吸熱部（26)、放熱部（36)の熱交換効率の向上が図れる。さらに、それぞれの吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)を第 2絶縁基板 (21)もしくは第 3絶縁基板 (31 )に形成された基板穴に圧入するように構成したことにより、この基板穴に形成される隙間の気密を必要としな、。

[0075] また、吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)を第 2絶縁基板 (21)もしくは第 3 絶縁基板（31)の一端面に平面部を形成することにより、 L字状形状のほうが、他の略 U字状、略櫛歯状形状よりも電極部の平面度を確保しやすいため熱電素子（12、 13)と吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)間の接合面積を大きくすることができる。これにより、熱伝導率の向上が図れるため小型化にすることができる。

[0076] 請求項 30に記載の発明では、第 1吸熱電極部材（22)は、吸熱電極部（25)と吸熱部（26)とを一体に形成するときに、吸熱電極部（25)相互が連結部（223)を介して連続的に複数個連結するように形成してヽるとともに、

第 1放熱電極部材 (32)は、放熱電極部（35)と放熱部（36)とを一体に形成するときに、放熱電極部（35)相互が連結部（323)を介して連続的に複数個連結するように形成して、ることを特徴として！/、る。

[0077] 請求項 30に記載の発明によれば、短時間に多くの第 1吸熱電極部材（22)もしくは第 1放熱電極部材 (32)が形成できることで、本発明の形状の方が製造工数の低減が図れる。

[0078] 請求項 31に記載の発明では、吸熱電極基板（20)は、第 1吸熱電極部材（22)の外郭と第 2絶縁基板 (21)との隙間に榭脂材料カゝらなるシール材を用いてポッティング処理されてヽることを特徴としてヽる。

[0079] 請求項 31に記載の発明によれば、第 1吸熱電極部材（22)は吸熱による結露が発生するが、吸熱電極部（25)の一端面側、つまり、熱電素子（12、 13)側の接続部側に結露水が流出することはない。これにより、熱電素子（12、 13)およびその接続部側における腐食による損傷を被ることはない。また、結露水のほかに、吸熱部（26)もしくは放熱部（36)側に流通した空気の中で、水蒸気、薬品、ダスト、異物などが熱電素子（12、 13)側に浸入することはない。

[0080] 請求項 32に記載の発明では、熱電素子基板（10)、吸熱電極基板 (20)、放熱電極基板 (30)、および電極基板 (40)は、それぞれのいずれかを複数個に分割し、それらを組み合わせるように構成して、ることを特徴として、る。

[0081] 請求項 32に記載の発明によれば、熱電素子（12、 13)の接続部で発生する熱によつて熱ひずみが生ずるが、各基板（10、 20、 30、 40)を分割して形成することで、熱ひずみの低減が図れる。

[0082] 請求項 33に記載の発明では、複数の P型熱電素子（12)および複数の N型熱電素子（13)と、隣接して配列された N型熱電素子（13)と P型熱電素子（12)とを電気的に接続する吸熱電極部（25)、およびその吸熱電極部（25)より伝熱される熱を熱交換する吸熱部（26)を有する第 1吸熱電極部材 (22)を絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 (21)に略碁盤目状に複数個配列して構成された吸熱電極基板 (20)と、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する放熱電極部（35)、およびその放熱電極部（35)より伝熱される熱を熱交換する放熱部（36)を有する第 1放熱電極部材 (32)を絶縁材料からなる第 3絶縁基板 (31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された放熱電極基板 (30)とを備え、

吸熱電極部（25)もしくは放熱電極部（35)のいずれか一方の一端面に P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを交互に配列してなる熱電素子群を列設させるとともに、吸熱電極基板 (20)と放熱電極基板 (30)との間に熱電素子群を挟み込んで組み合わせることにより、吸熱電極基板 (20)は、吸熱電極部（25)が隣接して配列された N型熱電素子（13)と P型熱電素子（ 12)とを直列的に接続されるように構成するとともに、放熱電極基板 (30)は、放熱電極部（35)が隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを直列的に接続されるように構成することを特徴としている。 [0083] 請求項 33に記載の発明によれば、少なくとも熱電素子（12、 13)に接続される放熱電極部（35)もしくは吸熱電極部（25)がそれぞれ第 2、第 3絶縁基板 (21、 31)に配設されることで、従来の熱電素子（12、 13)と第 1吸熱電極部材 (22)もしくは第 1放熱電極部材 (32)とを直列的に積層させる方式よりも組付作業が容易にできる。

[0084] また、隣接する熱電素子（12、 13)と放熱電極部（35)もしくは吸熱電極部（25)との電気的接続が直接的に接続できるので接続部で発生する熱を効率的に取り出すことができる。

[0085] 請求項 34に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、平板状の導電性材料から形成され、熱電素子基板（10)に隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する電極部（25、 35)、およびその電極部より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する電極部材 (22、 32)とを備え、隣接する P型熱電素子（1 2)と N型熱電素子（13)との両端に電極部（25、 35)を直列的に接続するように複数個の電極部材（22、 32)を配設する熱電変換装置であって、電極部材（22、 32)は、絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に複数個仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、それぞれの電極部（25、 35)を隣接する P型熱電素子（ 12)と N型熱電素子（13)との端面に同時に接合させたことを特徴として、る。

[0086] 請求項 34に記載の発明によれば、第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に複数個仮固定の状態で配置して接合するようにすることにより、電極部材（22、 32)が熱電素子（12、 13)に接合する前にずれを発生することなく複数個熱電素子（12、 13)の所定の位置に接合できる。これにより、接合部の信頼性の向上が図れる。

[0087] 請求項 35に記載の発明では、電極部材（22、 32)は、第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴に接着剤を塗布させ、その基板穴に電極部（25、 35)を挿入して第 2絶縁基板（21、 31)に仮固定するように構成したことを特徴としている。

[0088] 請求項 35に記載の発明によれば、具体的には接着剤で仮固定することで、接合する前のずれの発生を防止することができる。

[0089] 請求項 36に記載の発明では、電極部材（22、 32)は、第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴に電極部（25、 35)を圧入して第 2絶縁基板 (21、 31)に仮固定するように構成したことを特徴として、る。

[0090] 請求項 36に記載の発明によれば、接合する前のずれの発生を防止することができる。また、この場合には、電極部材（22、 32)が第 2絶縁基板（21、 31)に多少のガタを有して仮固定される構成を採用することができる。この構成では、第 2絶縁基板 (21 、 31)に多少の反りがあっても接合部への加圧力が均等に押圧できるので接合部の信頼性の向上が図れる。

[0091] 請求項 37に記載の発明では、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を摘んで、予め設置された絶縁材料カゝらなる第 1絶縁基板（11、 31)に略碁盤目状に形成された基板穴に、 P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを交互に複数個配列して熱電素子群を列設する熱電素子基板（10)の組み付け工程と、平板状の導電性材料に、熱電素子基板（10)に隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する平面状の電極部（25、 35)、およびその電極部より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する電極部材 (22、 32)を一体形成する成形加工工程と、この成形加工工程で形成された電極部材（22、 32)の電極部（25)の背面側を摘んで、予め設置された絶縁材料力なる第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に形成された基板穴に電極部（25、 35)を挿入もしくは圧入して仮固定の状態で略碁盤目状に複数個配置する電極部材組み付け工程と、この電極部材組み付け工程で組み付けられた電極部材（22、 32)の電極部（25、 35)を熱電素子基板 (10)に隣接して配列された P型熱電素子（ 12)と N型熱電素子（ 13)との両端に設置し、その後、 N型熱電素子（13)との両端と電極部（25、 35)とを半田付けで接合する接合工程とを備えることを特徴として、る。

[0092] 請求項 37に記載の発明によれば、接合工程の前に電極部（25、 35)を仮固定の状態で略碁盤目状に複数個配置する電極部材組み付け工程を備えることにより、電極部材 (22、 32)が熱電素子（12、 13)に接合する前にずれを発生することなく複数個熱電素子（12、 13)の所定の位置に接合できる。これにより、接合部の信頼性の向上が図れる。

[0093] 請求項 38に記載の発明では、電極部材組み付け工程は、成形加工工程の末端箇所に配置され、かつ成形加工工程で成形された電極部材（22、 32)をじかに第 2絶縁基板 (21)の基板穴に配置するように構成されて、ることを特徴として！/、る。

[0094] 請求項 38に記載の発明によれば、成形カ卩ェ工程と電極部材組み付け工程とを連続的に連結できることで、別々の工程で製造する通常のやり方では成形工程で製造した完成品をー且集積した後に電極部材組み付け工程で設置するようにするので、これらの工程を省くことができることで大幅な製造工数の低減が図れる。

[0095] 請求項 39に記載の発明では、電極部材組み付け工程は、第 2絶縁基板（21、 31) に形成された基板穴に接着剤を塗布させ、その基板穴に電極部（25、 35)を挿入して第 2絶縁基板（21、 31)に仮固定するように電極部材（22、 32)を組み付けたことを特徴としている。

[0096] 請求項 39に記載の発明によれば、具体的には接着剤で電極部材（22、 32)を仮固定することにより、接合する前のずれの発生を防止することができる。

[0097] 請求項 40に記載の発明では、電極部材組み付け工程は、第 2絶縁基板 (21)に形成された基板穴に電極部（25、 35)を圧入して第 2絶縁基板 (21、 31)に仮固定するように電極部材（22、 32)を組み付けたことを特徴として！/、る。

[0098] 請求項 40に記載の発明によれば、接合する前のずれの発生を防止することができる。さらに、この場合には、電極部材（22, 32)が第 2絶縁基板（21、 31)に多少のガタを有して仮固定されていることで、第 2絶縁基板（21、 31)に多少の反りがあっても接合部への加圧力が均等に押圧できるので接合部の信頼性の向上が図れる。

[0099] 請求項 41に記載の発明では、成形加工工程は、コイル状の板材からせん断、折り曲げ、外形抜きにより電極部材 (22、 32)を形成することを特徴としている。

[0100] 請求項 41に記載の発明によれば、複数の電極部材（22、 32)を形成するための製造力例えば、プレスカ卩ェなどで可能となる。例えば、電極部（25、 35)および熱交換部（26、 36)を連続して一体形成できるので製造コストを安くすることが可能である

[0101] 請求項 42に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、この熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、熱電素子基板（10)に隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（ 13)とを電気的に接続するために平面状に形成された電極部（25、 35)、およびその電極部（25、 35)より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する電極部材 (22、 32)を絶縁材料力なる第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された一対の吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)とを備え、吸熱 Z放熱電極基板（20、 30)は、電極部材（22、 32)を隣接して配列された P型熱電素子（12 )と N型熱電素子（13)との両端にそれぞれ電極部（25、 35)を介して直列的に接続するように構成し、かつ電極部材（22、 32)を第 2絶縁基板（21、 31)に組み付けおよび固定を容易に行なえる形状で形成して第 2絶縁基板（21、 31)に一体構成したことを特徴としている。

[0102] 請求項 42に記載の発明によれば、熱電素子（12、 13)および電極部材（22、 32) は、極小部品であると同時に碁盤目状に複数個配列されるため、組付性の向上が要求される。そこで、本発明では、電極部材（22、 32)を第 2絶縁基板（21、 31)に組み付けおよび固定を容易に行なえる形状で形成することにより、既存の電子部品組み付け装置であるマウンター装置やロボット装置などで第 2絶縁基板 (21、 31)に複数個の電極部材（22、 32)の組み付けが容易にできることで組付性の向上が図れる。

[0103] また、熱電素子（12、 13)とこれに接続する電極部材（22、 32)とがそれぞれ第 1、第 2絶縁基板（11、 21)に一体構成ができることで、従来の熱電素子と電極部材とを直列的に積層させる方式よりも組付作業が容易にできる。しかも、隣接する熱電素子 (12、 13)と電極部材（22、 32)との電気的接続が直接的に接続できるので接続部で発生する熱を効率的に取り出すことができる。

[0104] 請求項 43に記載の発明では、電極部材（22、 32)は、電極部（25、 35)と直交する方向の外方に凸状の突起部（22a、 32a)を形成し、その突起部を第 2絶縁基板 (21 、 31)に形成された基板穴（21a、 31a)に圧入して組み付けおよび固定することで第 2絶縁基板（21、 31)に一体構成されたことを特徴としている。

[0105] 請求項 43に記載の発明によれば、既存の製造装置による組付けが容易に行なうことができる。これにより、組付性の向上が図れる。例えば、電極部材（22、 32)を摘む装置を用いることができる。例えば、電極部材を吸着して摘む装置を採用しうる。 [0106] 請求項 44に記載の発明では、電極部材（22、 32)は、平板状となる略コの字状に形成し、その開口端を第 2絶縁基板 (21、 31)に形成された基板穴（21a、 31a)に挿入し、その後第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面に沿って折り曲げにより電極部（25、 3 5)を形成して組み付けおよび固定することで第 2絶縁基板 (21、 31)に一体構成されたことを特徴としている。

[0107] 請求項 44に記載の発明によれば、電極部（25、 35)が折り曲げという簡単な加工で得られる。このため、既存の製造装置による組付けが容易に行なうことができる。これにより、組付性の向上が図れる。

[0108] 請求項 45に記載の発明では、電極部材（22、 32)は、鍔状からなる電極部（25、 3 5)を含んだ略ハット状に形成し、その電極部（25、 35)を第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴（21a、 31a)に挿入して組み付けおよび固定することで第 2絶縁基板（21、 31)に一体構成されたことを特徴としている。

[0109] 請求項 45に記載の発明によれば、組付けが容易に行なうことができる。これにより、組付性の向上が図れる。

[0110] 請求項 46に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、この熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、熱電素子基板（10)に隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（ 13)とを電気的に接続する電極部（25、 35)、およびその電極部より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する第 1電極部材 (22、 32)を絶縁材料からなる第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された一対の吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)とを備え、吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)は、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)との両端にそれぞれ電極部（25、 3 5)を直列的に接続するように構成し、かつその電極部と P型熱電素子（12)および N 型熱電素子（13)との接合面近傍に第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面を配置するように構成したことを特徴として、る。

[0111] 請求項 46に記載の発明によれば、第 1絶縁基板（11)の両側に第 2絶縁基板 (21 、 31)が対向して配置されることで、高温側となる第 1電極部材 (32)と低温側となる第 1電極部材 (22)とが第 1絶縁基板（11)により遮断されることで高温側カゝら低温側への熱伝達を抑制できる。

[0112] また、第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面を熱電素子（12、 13)の接合面近傍に配置させることにより、低温側となる第 1電極部材（22)の熱電素子（12、 13)側に対して露出する表面積を抑えることができる。例えば、電極部（25)が第 2絶縁基板（21)の一端面に対して突き出さないように第 1電極部材 (22)を構成することができる。これによると、第 1電極部材（22)の電極部（25)のみが熱電素子（12、 13)側に露出している。従って、低温側となる第 1電極部材（22)への、熱電素子（12、 13)の側面からの対流あるいは輻射による熱伝達量を抑えることができる。これにより、熱電変換効率の向上が図れる。

[0113] 請求項 47に記載の発明では、電極部（25)が低温側となる第 1電極部材（22)を構成した一方の吸熱 Z放熱電極基板 (20)は、電極部（25)と P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)との接合面近傍に第 2絶縁基板 (21)の一端面を配置するように構成したことを特徴として、る。

[0114] 請求項 47に記載の発明によれば、低温側となる第 1電極部材（22)の露出する表面積を抑えることができる。

[0115] 請求項 48に記載の発明では、吸熱 Z放熱電極基板（20、 30)は、電極部（25、 35 )と P型熱電素子（ 12)および N型熱電素子（ 13)との接合面が、好ましくは第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面力も第 2絶縁基板 (21、 31)の板厚 (tl)と電極部（25、 35) の板厚 (t2)とを加算した突き出し寸法 (L)の範囲内に配置されるか、より好ましくは第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面から内側に配置されることを特徴としている。

[0116] 請求項 48に記載の発明によれば、低温側となる第 1電極部材（22)への熱伝達量を低下することができる。第 1電極部材（22)の突き出し寸法 (L)は、（tl +t2) >Lの関係式を満たす。より好ましくは、電極部（25)が第 2絶縁基板 (21)の一端面力突き出さないように、第 1電極部材 (22)を構成する。

[0117] 請求項 49に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、この熱電素子基板（10)に隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する第 2電極部材 (22a) と、熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、一方に第 2電極部材 (22a)より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26)を有し、金属材料からなる一対の金属基板 (20a)とを備え、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とは、その両端に第 2電極部材 (22a)を介して直列的に接続するとともに、金属基板（ 20a)は、第 2電極部材（22a)に対向する位置に絶縁材料力なる絶縁層 (21a)を形成し、その絶縁層（21a)に第 2電極部材 (22a)を接合するように構成したことを特徴としている。

[0118] 請求項 49に記載の発明によれば、金属基板（301、 303)および熱交換部（26)が電気的に絶縁されるタイプの熱電変換装置においても、金属基板（301、 303)との間に、第 1絶縁基板（11)を配置することで、高温側となる第 2電極部材（16)と低温側となる第 2電極部材（16)とが第 1絶縁基板（11)により遮断されることで高温側力低温側への熱伝達が防止できる。また、金属基板（301、 303)には、絶縁層 (305) を形成し、その絶縁層 (305)に第 2電極部材（16)を接合するように構成したことにより、低温側となる第 2電極部材（16)の熱電素子（12、 13)側に対して露出する表面積を低下することができる。これにより、熱電素子（12、 13)の側面力も対流による低温側となる第 2電極部材（16)側への熱伝達量を低下することができる。従って、低温側の接合部の吸熱量を低下させないため熱電変換効率の向上が図れる。

[0119] 請求項 50に記載の発明では、絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10)と、隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)の端面と前記 N型熱電素子（13)の端面とを電気的に直列に接続するように配置された平板の電極部材（16)と、前記電極部材（16)と前記熱電素子（12、 13)の端面とが接続された接合面近傍より、その接合面で生じた熱を複数に分けて伝熱するように、前記電極部材（16)に伝熱可能に結合された複数の熱交換部材 (432)とを備えることを特徴としている。

[0120] 請求項 50に記載の発明によれば、それぞれの電極部材（16)力伸び出す複数の熱交換部材 (432)を採用する。このため、熱交換面積を増加させることができる。さらに、複数の熱交換部材 (432)へ熱を分散させることができる。この結果、熱交換効率を低下させることはなく装置の小型化が図られる。

[0121] 請求項 51に記載の発明では、前記熱交換部材 (432)は、薄肉の平板状からなるプレート部材 (432a)もしくは棒状力なるピン部材 (432b)の、ずれか一方の形状で形成され、前記電極部材（16)の一方の面から延びだして、ることを特徴として!/ヽる。

[0122] 請求項 51に記載の発明によれば、熱交換面積を増加することができる。

[0123] 請求項 52に記載の発明では、複数の前記熱交換部材 (432)の間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する棒状の絶縁材料力もなる固定部材 (431a、 431b)を備えることを特徴としている。

[0124] 請求項 52に記載の発明によれば、熱交換面積を増加するために設けられる複数の熱交換部材 (432)の間の電気的な絶縁を確保することができる。

[0125] 請求項 53に記載の発明では、複数の熱交換部材 (432)の間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する平板状の絶縁材料カゝらなる固定部材 (43 lc、 43 Id)を備えることを特徴としている。

[0126] 請求項 53に記載の発明によれば、複数の熱交換部材 (432)の間の電気的な絶縁を提供することができる。固定部材は、例えば、プレート部材 (432a)またはピン部材 (432b)に対応する形状の溝部あるいは孔部など設けた板状部材として提供され、これらの溝あるいは孔に熱交換部材 (432)を受け容れて、それらを固定する。

[0127] 請求項 54に記載の発明では、絶縁材料力もなる絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（ 12)および N型熱電素子（13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板 (10)と、前記熱電素子基板 (10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続するために平面状に形成された電極部（535)、およびその電極部（535)に伝熱可能に形成された熱交換部 (536)を有する電極部材（532)とを備え、前記電極部（535)が前記 P型熱電素子（ 12)と前記 N型熱電素子（ 13)とに半田付けで接合されて!、ることを特徴とする。

[0128] 請求項 54に記載の発明によれば、簡単な組付工程により、熱電素子（12、 13)と電極部材 (532)とを接続できる。また、半田付けで接合したことにより、接続部で発生する熱を効率的に取り出すことが可能となる。これにより、接続部における熱抵抗を小さくすることができるので装置の熱交換効率を低下させることはない。

[0129] 請求項 55に記載の発明では、前記熱交換部 (536)は、前記電極部（535)の背面側に垂直方向に向けて空間を形成するように配置されて、ることを特徴とする。

[0130] 請求項 55に記載の発明によれば、電極部（535)の背面側が垂直方向に向けて空間を有することで、半導体、制御基板などの電子部品を組み付けるための装置であるマウンター装置を用いることが可能となる。これにより、極小部品でかつ数量の多い電極部材（532)の組付性の向上が図れる。

[0131] 請求項 56に記載の発明では、前記熱交換部（536)は、前記電極部（535)から外方に延出された平面に、ルーバ状、スリット状、オフセット状、フラット状、ピン状のいずれかの形状を成形加工により形成されていることを特徴とする。

[0132] 請求項 56に記載の発明によれば、熱交換部（536)の熱交換効率が向上する。

[0133] 請求項 57に記載の発明では、隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する平面状の電極部（535)、およびその電極部（535) と熱的に結合された熱交換部 (536)を有する電極部材 (532)を平板状の導電性材料によって形成する成形加工工程と、

前記 P型熱電素子（12)および前記 N型熱電素子（13)を摘んで、絶縁材料からなる絶縁基板（11)に予め略碁盤目状に形成された基板穴に、前記 P型熱電素子（12) と前記 N型熱電素子（13)とを交互に複数個配列して熱電素子群を列設する熱電素子基板（10)の組み付け工程と、

前記成形加工工程で形成された前記電極部材（532)の前記電極部（535)の背面側を摘んで、前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12) と前記 N型熱電素子（13)とを接続するように前記電極部（535)を設置し、半田付けで接合する接合工程とを備えることを特徴とする。

[0134] 請求項 57に記載の発明によれば、極小部品でかつ数量の多い熱電素子（12、 13 )の製造工程における取扱いが容易になる。さらに、電極部（535)の背面力そのつまみ上げに提供されるため、その取扱いが容易になる。この結果、高い生産性を提供することができる。

[0135] 請求項 58に記載の発明では、前記熱電素子基板（10)の組み付け工程および前記接合工程は、マウンター装置を用いて実行されることを特徴とする。この発明によれば、電子部品を組み付けるためのマウンター装置を用いることで組み付け性の向上が図られる。

[0136] 請求項 59に記載の発明では、前記成形加工工程は、コイル状にて提供された板状の導電性材料に、せん断、折り曲げ、あるいは外形抜きの成形加工を加えて前記電極部材（532)を形成することを特徴とする。この発明によれば、電極部材（532)の製造が、例えば、プレス加工などを用いて実行できる。この結果、製造コストを安くすることが可能である。

[0137] 請求項 60に記載の発明では、前記成形加工工程は、平板状の導電性材料に、前記熱交換部（536)をエッチング処理で形成し、次に、それに折り曲げ、あるいは外形抜きの成形加工を加えて前記電極部材（532)を形成することを特徴とする。この発明によれば、微細加工をエッチング処理で実行できる。この結果、精密な形状の熱交換部材を安、製造コストで提供することができる。

[0138] 請求項 61に記載の発明では、前記成形加工工程は、平板状の導電性材料を押し出し加工で断面部を形成し、次にそれを外形抜きにより前記電極部材（532)を形成することを特徴とする。この発明によれば、押し出し加工で形成することで製造コストを安くすることが可能である。

[0139] なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

図面の簡単な説明

[0140] [図 1]本発明を適用した第 1実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 2]第 1実施形態の熱電変換装置の分解図である。

[図 3]第 1実施形態の熱電素子の配列を示す部分平面図である。

[図 4]第 1実施形態の熱電変換装置の断面図である。

[図 5]第 2実施形態の熱電変換装置の分解図である。

[図 6]第 2実施形態の吸熱電極基板の分解図である。 [図 7]第 3実施形態の熱電変換装置の分解図である。

[図 8]第 4実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 9]第 5実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 10]第 5実施形態の熱電変換装置の断面図である。

[図 11]第 6実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 12]第 7実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 13]第 7実施形態の熱電変換装置の分解図である。

[図 14]第 8実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 15]第 9実施形態の熱電素子基板の構成を示す斜視図である。

圆 16]第 9実施形態の変形例の熱電素子基板を示す斜視図である。

[図 17]第 10実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 18]第 10実施形態の熱電素子の配列を示す部分平面図である。

[図 19]第 11実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 20]第 12実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

圆 21]第 12実施形態の電極部材の製造工程を示す断面図である。

圆 22]第 12実施形態の電極部材の製造工程を示す断面図である。

圆 23]第 12実施形態の電極部材の製造途中の形態を示す平面図である。

圆 24]第 12実施形態の第 1吸熱電極部材を示す断面図である。

圆 25]第 13実施形態の熱電素子基板を示す分解図である。

[図 26]第 14実施形態の熱電素子基板を示す平面図である。

[図 27]第 15実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 28]第 15実施形態の熱電変換装置の拡大断面図である。

[図 29]第 15実施形態の熱電変換装置の側面を示す断面図である。

[図 30]第 15実施形態のルーバーを示す断面図であって、図 28の A— A断面を示す

[図 31]第 15実施形態の熱電素子を示す断面図であって、図 27の A— A断面を示す圆 32]第 15実施形態の熱電変換装置の製造工程を示す説明図である。 [図 33]第 17実施形態の熱電変換装置の側面を示す断面図である。

[図 34]第 17実施形態の熱電変換装置の側面を示す断面図である。

[図 35]第 18実施形態の熱電変換装置の側面を示す断面図である。

[図 36]第 18実施形態の熱電変換装置の正面を示す断面図である。

[図 37]第 19実施形態の熱電変換装置の側面を示す断面図である。

[図 38]第 19実施形態の熱電変換装置を示す底面図である。

圆 39]第 20実施形態の熱電変換装置を示すを示す断面図である。

[図 40]第 20実施形態の熱電変換装置を示す拡大断面図である。

[図 41]第 20実施形態の熱電変換装置を示す側面図である。

[図 42]第 21実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 43]第 21実施形態の熱電変換装置を示す側面図である。

圆 44]第 21実施形態の熱電変換装置を示す底面図である。

[図 45]第 22実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

圆 46]第 22実施形態の組立工程を示す拡大断面図である。

圆 47]第 23実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

圆 48]第 23実施形態の組立工程を示す拡大断面図である。

圆 49]第 24実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

圆 50]第 24実施形態の熱電変換装置を示す分解図である。

[図 51]第 24実施形態の熱電変換装置を示す拡大断面図である。

[図 52]第 25実施形態の熱電変換装置を示す拡大断面図である。

[図 53]第 26実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 54]第 27実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 55]第 28実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 56]第 29実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 57]第 30実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 58]第 31実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 59]第 32実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 60]第 33実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。 [図 61]第 34実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 62]第 35実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 63]第 35実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 64]第 35実施形態の熱電変換装置を示す分解図である。

[図 65]第 35実施形態の熱電変換装置の製造工程を示す説明図である。

[図 66]第 36実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 67]第 36実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 68]第 37実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 69]第 37実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 70]第 37実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 71]第 38実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 72]第 38実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 73]第 38実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 74]第 39実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 75]第 39実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 76]第 39実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。

[図 77]第 40実施形態の熱電変換装置を示す斜視図である。

[図 78]第 41実施形態の熱電変換装置を示す斜視図である。

[図 79]第 42実施形態の熱電変換装置を示す部分拡大断面図である。

[図 80]第 42実施形態の熱電変換装置を示す平面図である。

発明を実施するための最良の形態

[0141] 以下、本発明を適用した熱電変換装置の実施形態を説明する。以下の説明では、本発明を適用した複数の実施形態が説明される。

[0142] (第 1実施形態）

図 1は本実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す断面図である。図 2は

、この実施形態の分解図である。図 3は熱電素子の配列を示す部分平面図である。図 3は、図 1の A矢視を示す。図 4は、図 1と直交する断面を示す断面図である。

[0143] 熱電変換装置は、熱電素子基板 10、吸熱電極基板 20、放熱電極基板 30および一対のケース部材 28、 38から構成されている。この熱電変換装置は、一方で空気を冷却し、他方で空気を加熱する用途に適用されることができる。例えば、車両の空調装置の一部として用いることができる。

[0144] 熱電素子基板 10は、保持板である第 1絶縁基板 11、複数の P型熱電素子 12、複数の N型熱電素子 13、および複数の電極部材 16から構成されている。

[0145] P型熱電素子 12は Bi—Te系化合物力もなる P型半導体により構成されている。 N 型熱電素子 13は Bi— Te系化合物からなる N型半導体により構成されている。これら熱電素子 12, 13は、極小部品である。

[0146] 熱電素子基板 10は、平板状の絶縁材料カゝらなる第 1絶縁基板 11を有する。第 1絶縁基板 11は、例えば、ガラスエポキシ、 PPS榭脂、 LCP榭脂もしくは PET榭脂など力も作られている。第 1絶縁基板 11には、複数の貫通穴が形成される。これら複数の貫通穴のそれぞれに P型熱電素子 12と N型熱電素子 13とが収容され、固定されている。 P型熱電素子 12および N型熱電素子 13は略碁盤目状に配列されている。これら熱電素子 12, 13は、第 1絶縁基板 11に一体成形されている。 P型熱電素子 12および N型熱電素子 13は、その上端面、下端面が第 1絶縁基板 11よりも突き出すように形成されている。第 1絶縁基板 11上には、蛇行する通電経路が設定される。この通電経路に沿って、複数の P型熱電素子 12と複数の N型熱電素子 13とが、交互に配列され、熱電素子群を形成する。

[0147] 通電経路に沿って隣接する 2つの熱電素子 12、 13の間は、第 1絶縁基板 11の表側あるいは裏側において、電極部材 16によって電気的に接続され、短絡されている。例えば、ひとつの熱電素子 12の表側端面と、隣接する熱電素子 13の表側端面とには、電極部材 16が導電性材料によって接合されている。複数の電極部材 16が交互に配置されることで、通電経路に沿って複数の熱電素子 12、 13が直列接続される。電極部材 16は、平板状の銅材などの導電性金属で作られている。電極部材 16は、 2つの熱電素子 12、 13の間にまたがるように長方形である。接合は、例えばハンダによって提供される。例えば、熱電素子 12、 13の端面に予めペーストノヽンダなどをスクリーン印刷で薄く均一に塗っておいてから、電極部材 16を置き、その後、それらを加熱して半田付けされることができる。また、熱的な接合を提供する部材としては、半田に代えて、高い熱伝導性を提供する接着剤を用いても良い。また、複数の接合を一括して可能とするために、例えば、一枚のシート状の接着剤を用いても良い。

[0148] 電極部材 16は、熱電素子 12、 13を流れる電流に基づいて断面積が設定される。

本実施形態では、電極部材 16の板厚は、後述する第 1吸熱電極部材 22および第 1 放熱電極部材 32の板厚よりも厚い。例えば、電極部材 16の板厚は、約 0. 2〜0. 5 mmとすることができる。

[0149] 吸熱電極基板 20は、保持板である第 2絶縁基板 21と、複数の熱交換素子である第

1吸熱電極部材 22とを有する。放熱電極基板 30は、保持板である第 3絶縁基板 31と、複数の熱交換素子である第 1放熱電極部材 32とを有する。第 2絶縁基板 21と第 3 絶縁基板 31とは、平板状の絶縁材料、例えば、ガラスエポキシ、 PPS榭脂、 LCP榭脂もしくは PET榭脂など力もなる。吸熱電極部材 22は、第 2絶縁基板 21に一体的に組みつけられている。放熱電極部材 32は、第 3絶縁基板 31に一体的に組みつけられている。吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30とは、ほぼ対称の構成を有する。ただし、それらの上における複数の熱交換素子の配置は、異なる。さらに、それらの上における各種部品の形状、配置は、給電端子などの配置のために異なる場合がある。

[0150] 第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、同じ形状である。これらは、銅材などの導電性金属力もなる薄肉の板材で作られている。これらは、図 4に示すように、断面が略 U字状である。これらは、底部に平面状の吸熱、放熱電極部 25、 35 を形成する。電極部 25、 35は、電極部材 16と接合される。電極部 25、 35の 2辺からは、直角に立ち上がるようにして板状のフィンが延び出している。これらフィンは、外方に延出している。これらフィンには、空気との熱交換を促進するためのルーバー 26 、 36が形成されている。これらのフィンとルーバーとが熱交換部を提供している。ル一バー 26、 36は、吸熱、放熱電極部 25、 35から伝熱される熱を吸熱、放熱する。ル一バー 26、 36は、切り起こしなどの成形加工により電極部 25、 35と一体に形成されている。フィンの板を斜めに加工したルーバー 26、 36に代えて、フィンの板を平行にずらしたオフセット構成を採用しても良!、。

[0151] 第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、ひとつの吸熱、放熱電極部 2 5、 35の底面が、ひとつの電極部材 16に重なるように、配列されている。第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、その吸熱、放熱電極部 25、 35の一端面 1S 第 2絶縁基板 21および第 3絶縁基板 31の

一端面から、僅かに突き出すように固定されている。さらに、互いに隣り合う第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、互いに電気的に絶縁されるように、所定の隙間を設けて配列されている。それらは、碁盤目状に配列されている。図面においては、上方に配置された電極部材 16に第 1吸熱電極部材 22の吸熱電極部 25が接合される。図面においては、下方に配置された電極部材 16に第 1放熱電極部材 32 の放熱電極部 35が接合される。

[0152] 第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32の板厚は、約 0. 1〜0. 3mmとすることができる。これらの厚さは、ルーバー 26、 36を成形するための加工性に配慮して設定される。第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32の板厚は、熱交換部材としての熱交換性能および加工性に配慮して、電極部材 16より薄い。この構成は、軽量ィ匕という利点も提供する。

[0153] 図中に示す左右端に配設される熱電素子 12、 13の末端には、それぞれ端子 24a 、 24bが電気的に接続される。熱電変換装置の使用にあたっては、図示しない直流電源の正側端子が端子 24aに接続され、負側端子が端子 24bに接続される。

[0154] 図中上方には、フィン及びルーバー 26を収容する送風通路を形成するためのケース部材 28が配置される。図中下方には、フィンおよびルーバー 36を収容する送風通路を形成するためのケース部材 38が配置される。これら送風通路には、図示された送風機から空気が供給される。例えば、図中上方の送風通路は室内へ空気を供給する。

[0155] 上記構成により、複数の P型熱電素子 12と複数の N型熱電素子 13とが、電気的に直列接続される。電気的な接続は、主として電極部材 16によって提供され、さらに第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32が補助的に電気的な接続を提供する。電極部材 16、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、熱伝達部材を構成し、ペルチェ効果によって発生する低温、あるいは高温を伝達する。さらに、第 1 吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、空気との熱交換部材としての機能を提供する。 [0156] 例えば、端子 24a、 24bの間に直流電源が接続されると、図中下方の電極部材 16 は、ペルチェ効果によって高温の状態となり、図中上方の電極部材 16はペルチェ効果によって低温の状態となる。この場合、図中上方のフィン及びルーバー 26は吸熱部である吸熱熱交換部を提供し、被冷却流体である空気を冷却する。一方、図中下方に形成されたフィンおよびルーバー 36は放熱部である放熱熱交換部を提供し、冷却流体である空気に放熱する。

[0157] 次に、以上の構成による熱電変換装置の製造方法と組み付け方法について説明する。ひとつの工程では、熱電素子組立体としての熱電素子基板 10が製造される。この工程では、複数の熱電素子 12、 13が配列され、第 1絶縁基板 11に固定される。さらに、隣接する熱電素子 12、 13の両端面間を電気的に直列接続するように電極部材 16が半田付けされる。これらの工程は、半導体、電子部品などを回路基板に組み付けるための製造装置であるマウンター装置を用いて実施することができる。熱電素子基板 10は、この段階で電気的な導通検査に付される。この結果、複数の部品の間における導通不良などの電気的な検査が熱電素子基板 10のみで容易に行なうことができる。これにより、吸熱電極基板 20および放熱電極基板 30と組み合わせた後に検査する場合に比べて、早期に不良品の抽出ができるとともに、後工程における組付性の向上が図れる。

[0158] 上記工程と前後して、あるいは同時に、熱交換素子組立体としての吸熱電極基板 2 0および放熱電極基板 30が製造される。吸熱電極基板 20は、複数の第 1吸熱電極部材 22を、第 2絶縁基板 21に設けられた基板穴に装着して製造される。放熱電極基板 30は、複数の第 1放熱電極部材 32を、第 3絶縁基板 31に設けられた基板穴に装着して製造される。吸熱電極部 25の底面は、第 2絶縁基板 21の平面と略同一面となるように、あるいはわずかに突出するように配置される。放熱電極部 35の底面は、第 3絶縁基板 31の平面と略同一面となるように、ある、はわずかに突出するように配置される。

[0159] 次に、吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30との間に、熱電素子基板 10を挟むようにして積層する。このとき、ひとつ吸熱電極部 25がひとつの電極部材 16に対応して配置され、ひとつの放熱電極部 35がひとつの電極部材 16に対応して配置される。さらに、吸熱電極部 25と電極部材 16との間、ならびに放熱電極部 35と電極部材 16との間が電気的に、かつ熱伝達可能に接続される。この実施形態では、半田付けにより接合される。このように、熱電素子基板 10と、吸熱電極基板 20と、放熱電極基板 3 0とをそれぞれに組み立てた後に、吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30との間に熱電素子基板 10を挟む製造方法を採用する。この結果、簡単な組立工程で確実な電気的な接続を提供できる。なお、吸熱電極基板 20および放熱電極基板 30の一方を、フィンを備えない構成としてもよい。このような構成は、例えば、熱伝導あるいは熱放射による熱交換の用途において採用されうる。力かる構成においても、この実施形態と同様に生産性が改善される。

[0160] この後、吸熱電極基板 20の外側カゝらシール材が付与される。シール材は、電気絶縁性の榭脂材料である。シール材は、ポッティング処理により付与される。シール材は、吸熱による結露が発生したときに、電極部材 16側に結露水が洩れないように、気密を提供している。この結果、熱電素子 12、 13およびその接続部における腐食による損傷を抑えることができる。さらに、水蒸気、薬品、ダスト、異物などの熱電素子 12 、 13側への侵入を抑制することができる。シール材は、第 1吸熱電極部材 22の外側面、および第 1吸熱電極部材 22と第 2絶縁基板 21との間の隙間に付与されることができる。さらに、シール材は、吸熱電極部 25の背面側の凹部に溜まる程度に付与されることができる。シール材は、放熱電極基板 30にも付与されることができる。

[0161] 次に、ケース部材 28、 38が組み付けられる。この構成では、熱電素子基板 10、吸熱電極基板 20、および放熱電極基板 30が、低温側と高温側との間の隔壁を提供する。隔壁は、空気通路の間の望ましくない流れを阻止する隔壁として、ならびに低温側と高温側との間の熱伝達を妨げる隔壁としての機能を提供する。さらに、吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30との間、吸熱電極基板 20と熱電素子基板 10との間、および放熱電極基板 30と熱電素子基板 10との間の少なくともひとつに空気層が形成される。この空気層は、低温側と高温側との間の熱的な隔壁を提供する。この結果、低温側と高温側との間の熱的な遮断が十分に得られる。

[0162] 本実施形態の熱電変換装置では、第 1吸熱電極部材 22の底面だけが第 2絶縁基板 21から熱電素子 12、 13側に向けて露出しているので、熱電素子 12、 13から第 1 吸熱電極部材 22への熱伝達を抑制できる。また、電極部材 22、 32の絶縁基板 21、 31からの突出量を抑えることができ、熱電素子 12、 13からの望ましくない熱伝達を抑えることができる。さらに、第 1絶縁基板 11を設けることで、上方の吸熱電極部 25と下方の放熱電極部 35とが区画されることで高温側力低温側への熱伝達が防止できる。

[0163] この実施形態では、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32の各々は、独立した部品として製造した後に、第 2及び第 3絶縁基板 21、 31に一体的に組み付けた。この構成に代えて、複数個の吸熱電極部 25もしくは放熱電極部 35を含むコルゲート状の部品を使用する製造工程を採用してもよい。この工程では、ひとつのコルゲート状部品は、少なくとも 1列に配列された複数の熱電素子群に対応する複数の電極部材 22、 32を提供する。例えば、コルゲート状部品を絶縁基板 21、 31に組み付けた後に、コルゲート状部品を複数の電極部材 22、 32に分割するように切断する工程を採用することができる。これによれば、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32を、ローラ成形などの比較的簡素な工法で成型できる。また、複数の第 1 吸熱電極部材 22または第 1放熱電極部材 32が、ひとつのコルゲート状部品の取り扱いより得られるため、第 2および第 3絶縁基板 21、 31への組付作業が容易になる。

[0164] また、本実施形態では、第 2および第 3絶縁基板 21、 31に設けられた基板穴に第 1 吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32を組み付けたが、これに代えて、複数の第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32を配列した後に、例えば、インサート成形によって第 2絶縁基板 21および第 3絶縁基板 31を一体成形しても良い。

[0165] また、直流電源の正側端子を端子 24b側に接続し、負側端子を端子 24a側に接続しても良い。ただし、このときには、図中上方側が放熱熱交換部を形成し、図中下方側が吸熱熱交換部を形成する。

[0166] 本発明は、以下に述べる実施形態をとることができる。以下に説明する実施形態により、第 1実施形態における部品の変形の可能性が示される。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。

[0167] (第 2実施形態）以上の第 1実施形態では、電極部材 16を熱電素子基板 10に一体に構成した。これに代えて、図 5および図 6に示す第 2実施形態では、電極部材 16を吸熱電極基板 20および放熱電極基板 30に一体に組みつけている。

[0168] 図 5および図 6において、吸熱電極基板 20は、第 1吸熱電極部材 22の吸熱電極部 25に接合された電極部材 16を備えている。また、放熱電極基板 30は、第 1放熱電極部材 32の放熱電極部 35に接合された電極部材 16を備えている。このような構成は、第 2絶縁基板 21の穴 24に、第 1吸熱電極部材 22および電極部材 16を挿入することで得られる。また、第 3絶縁基板 31の穴 34に、第 1放熱電極部材 32および電極部材 16を挿入することで得られる。このような吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30との間に、電極部材 16を備えない熱電素子基板 10が配置され、積層された後に、電極部材 16と熱電素子 12、 13とが接続される。

[0169] この実施形態では、電極部材 16が第 2絶縁基板 21の平面からほとんど突出しない。また、電極部材 16は、第 3絶縁基板 31の平面からほとんど突出しない。この結果、電極部材 16の側面からの望ましくない熱伝達を抑制できる。

[0170] 図 6に示すように、第 2絶縁基板 21を成形する際に、電極部材 16をインサート成形し、その後に、穴 24に第 1吸熱電極部材 22を挿入してもよい。同様に、第 3絶縁基板 31を成形する際に、電極部材 16をインサート成形し、その後に、第 1放熱電極部材 3 2を挿入してもよい。

[0171] (第 3実施形態）

この実施形態では、熱電素子基板 10と吸熱電極基板 20との間、および熱電素子基板 10と放熱電極基板 30との間に電極基板 40を設けている。電極基板 40には、複数の電極部材 16が配列されている。電極基板 40は、複数の電極部材 16を保持している。

[0172] 図 7に示すように、電極基板 40は、絶縁材料カゝらなる第 4絶縁基板 41に、複数の電極部材 16がインサート成形されて!、る。第 4絶縁基板 41の穴に複数の電極部材 16 を挿入して組み立てられてもよい。この実施形態でも、熱電素子基板 10は、熱電素子 12、 13が配列されただけのものである。この実施形態では、吸熱電極基板 20、電極基板 40、熱電素子基板 10、電極基板 40、および放熱電極基板 30が、その順序に積層される。各部品は、上述の実施形態と同様の電気的、熱的接続を提供するように、所定の位置関係をもって配列されている。この実施形態によると、複数の電極部材 16の取り扱いが容易になり、組付性の向上が図れる。

[0173] (第 4実施形態）

上述の実施形態では、電極部材 16と吸熱電極部 25との間、および電極部材 16と放熱電極部 35との間を半田付けにより接合した。この実施形態では、電極部材 16と吸熱電極部 25との間、および電極部材 16と放熱電極部 35との間に絶縁層を形成する。

[0174] 図 8に示すように、電極部材 16の一方の面に電気的な絶縁効果を有する絶縁フィルムカもなる絶縁被膜層 17を形成して、る。絶縁被膜層 17は、絶縁フィルムを積層することで配置することができる。絶縁被膜層 17の材質は、電気絶縁性に優れることと、熱伝達性に優れることとに配慮して選定される。絶縁被膜層として、絶縁フィルムに代えて、セラミックス塗料、絶縁電着塗装などの成膜工程によって形成される層を採用してもよい。また、電極部材 16の表面にだけ、絶縁コーティング、酸化被膜を形成しても良い。

[0175] この構成〖こよると、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32における電気絶縁を簡単化できるか、省略できる。

[0176] (第 5実施形態）

図 9および図 10は、本発明を適用した第 5実施形態を示す。この実施形態では、第 2絶縁基板 21と第 3絶縁基板 31とが、熱電素子 12、 13から離れた端部に配置される。吸熱電極基板 20は、吸熱電極部 25とは反対側の第 1吸熱電極部材 22の端部に第 2絶縁基板 21を配置して構成されている。放熱電極基板 30は、放熱電極部 35とは反対側の第 1放熱電極部材 32の端部に第 3絶縁基板 31を配置して構成されている。第 2絶縁基板 21は、複数の第 1吸熱電極部材 22を保持する。第 3絶縁基板 31は、複数の第 1放熱電極部材 32を保持する。この構成〖こよると、第 2絶縁基板 21および第 3絶縁基板 31が空気通路を形成する。

[0177] (第 6実施形態）

図 11は、本発明を適用した第 6実施形態を示す断面図である。この実施形態では、電極部材 16を設けることなぐ熱交換部材としてのフィンと一体成形された吸熱電極部 25および放熱電極部 35だけによつて隣接する熱電素子 12、 13を接合している。吸熱電極部 25および放熱電極部 35は、電気抵抗を抑えるために必要な厚さを与えられる。この構成〖こよると、部品点数の低減が可能となる。また、接合部の熱抵抗が小さいので、熱電変換効率の向上が図れる。

[0178] (第 7実施形態）

図 12および図 13は、本発明を適用した第 7実施形態を示す。この実施形態では、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32が、銅材などの導電性金属からなる板材を用いて製造される。これら第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32 は、その全体が通電のための通電部材として提供される。第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、全体形状を略櫛歯状に形成している。複数の第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32のうち、主要なものは、 W字状断面をもつ部材として成形されている。 W字状部材は、その 2つの底面のそれぞれが直列接続されるべき熱電素子 12, 13に接合される。

[0179] 第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32のうち、第 1吸熱電極部材 22について説明する。第 1吸熱電極部材 22は、下方端に二つの吸熱電極部 25を有し、上方端にその二つの吸熱電極部 25を電気的に連結する接続部 23を有するように W 字状に形成されている。接続部 23を含む上方端は、第 2絶縁基板 21に固定されている。複数の第 1吸熱電極部材 22の間は、電気的に絶縁されている。図 12に示される非接続部 23aは、隣接する第 1吸熱電極部材 22の間を電気的に絶縁している。また、図中左右端に配設される 2つの第 1吸熱電極部材 22は、 U字状に形成されている。それらは、下方端に一つの吸熱電極部 25を有し、上方の末端に端子 24a、 24b を有する。

[0180] 放熱電極基板 30に配列される第 1放熱電極部材 32は、上述した第 1吸熱電極部材 22と同じように形成されて!ヽる。

[0181] そして、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32には、吸熱部、放熱部であるコルゲートフィン 26、 36が設けられている。このコルゲートフィン 26、 36は、銅板などの熱伝導性の良好な金属板を波型に折り曲げて構成されている。 [0182] この実施形態の第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、非接続部 23 a、 33aにおいても連続した波状の部材力製造されてもよい。例えば、複数の山と谷とをもった波状の部材を第 2絶縁基板 21に固定した後に、非接続部 23a、 33aを切断加工しても良い。この工程によれば、組付作業が容易にできる。

[0183] (第 8実施形態）

図 14は、本発明を適用した第 8実施形態を示す。この実施形態では、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は略 U字状に形成される。この U字状の底部力両端に配置される第 1放熱電力部材 32を除いて、隣接する熱伝素子 12, 13に接合される。この実施形態は、図 12および図 13に図示される実施形態より簡単な構成を提供できるという利点がある。

[0184] (第 9実施形態）

図 15は本発明を適用した第 9実施例を示す。図 15は、第 1絶縁基板 11と熱電素子 12、 13とを含む熱電素子アレイの製造方法示す。

[0185] まず、複数の棒状 P型熱電素子 12と、複数の棒状 N型熱電素子 13が用意される。

複数の棒状 P型熱電素子 12と、複数の棒状 N型熱電素子 13とは、成形型の中に、交互に配列して固定される。この後、成形型に絶縁材料が注入される。この結果、図示されるような成形体が得られる。この成形体は、切断前熱電素子基板 10aと呼ばれる。次に、成形体を所定の板厚になるように切断する。この結果、ひとつの成形体から複数の熱電素子アレイが得られる。これにより、熱電素子基板 10の製造が容易になる。

[0186] なお、棒状の熱電素子 12、 13は、成形圧に対して比較的脆い。そこで、図 16に示すように、複数のブロックを積層して図 15に図示されるような成形体を製造してもよい。図 16に示される実施形態では、複数の溝付きブロック 15には棒状 P型熱電素子 1 2および棒状 N型熱電素子 13を配列するための複数の溝部が形成されている。これら溝付きブロック 15に棒状 P型熱電素子 12および棒状 N型熱電素子 13を配列した後、積層し、接合する。

[0187] (第 10実施形態）

図 17および図 18は、本発明の第 10実施形態を示す。この実施形態では、 P型熱電素子 12および N型熱電素子 13を、吸熱電極部 25もしくは放熱電極部 35のいずれか一方に予め配置して複数のユニットを構成し、それらユニットを複数配列して熱電変換装置を構成する。

[0188] 吸熱電極基板 20は、第 1吸熱電極部材 22を有する。第 1吸熱電極部材 22は、平板状の吸熱電極部 25と、この吸熱電極部 25と熱的に接続され、空気と熱交換する吸熱熱交換部材 22aとを有して構成されてヽる。吸熱電極部 25は第 2絶縁基板 21 の片面に固定されている。吸熱熱交換部材 22aは、ブラケット状に形成されている。吸熱熱交換部材 22aの 2つの腕は、第 2絶縁基板 21を貫通している。吸熱熱交換部材 22aの 2つの腕は、吸熱電極部 25の両側に機械的かつ熱的に連結されている。吸熱熱交換部材 22aは吸熱電極部 25に接続される接合部 27を有する。第 2絶縁基板 21および電極部 25には、接合部 27が貫通して配置され、機械的かつ熱的な連結を提供するための接合孔 21aが設けられている。

[0189] 放熱電極基板 30は、第 1放熱電極部材 32を有する。第 1放熱電極部材 32は、平板状の放熱電極部 35と、この放熱電極部 35と熱的に接続され、空気と熱交換する放熱熱交換部材 32aとを有して構成されてヽる。放熱熱交換部材 32aは放熱電極部 35に接続される接合部 37を有する。第 3絶縁基板 31および放熱電極部 35には、接合部 37が貫通して配置され、機械的かつ熱的な連結を提供するための接合孔 31a が設けられている。第 1放熱電極部材 32は、第 1吸熱電極部材 22と同様の構成である。

[0190] 熱電素子 12、 13は、吸熱電極部 25および放熱電極部 35のいずれか一方の平面上に配列して固定される。したがって、熱電素子群は、吸熱電極基板 20または放熱電極基板 30の上に P型熱電素子 12と N型熱電素子 13とを配列することで形成される。この構成においても、吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30との間に熱電素子群が挟まれた構成が提供される。

[0191] 次に、熱電変換装置の組み付け方法を説明する。まず、放熱電極基板 30を組み立てる。次に、放熱電極基板 30の上に配列された放熱電極部 35の上に、熱電素子群を形成するように、熱電素子 12、 13を交互に配列する。次に、上記工程と前後してあるいは同時に吸熱電極基板 20を組み立てる。次に、吸熱電極基板 20を、熱電素子群に積層する。次に、放熱熱交換部材 32aおよび吸熱熱交換部材 22aを、接合部 27、 37を接合孔 21a、 3 laに挿入して組み付ける。こうして組み立てられた組み立て体を、ハンダづけのために炉に搬入する。

[0192] 次に、高温炉のなかで、複数の熱電素子 12, 13と放熱電極部 35との間、複数の熱電素子 12, 13と吸熱電極部 25との間、接合部 27吸熱電極部 25との間、ならびに接合部 37と吸熱電極部 25との間をはんだ付けにより接合する。

[0193] なお、熱電素子 12、 13を予め放熱電極部 35および吸熱電極部 25のいずれか一方に予め接合してもよい。このような熱電素子付きの電極部を絶縁基板 21、 31に組み付ける工程を採用しても良い。また、コルゲートフィンに代えて複数のルーバーを採用してちょい。

[0194] この実施形態の熱電変換装置によれば、組付作業が容易になる。また、良好な熱伝導性が得られる。さらに、複数の熱交換部材 32a、 22aの組付作業が容易である。

[0195] (第 11実施形態）

図 19は、第 11実施形態を示す。この実施形態では、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32を熱電素子基板 10に嵌合させる。

[0196] 第 1絶縁基板 11の両面には、隣接して配列された P型熱電素子 12と N型熱電素子 13との間に突出し状の凸部 l la、 l ibが形成されている。吸熱電極部 25および放熱電極部 35には、凸部 l ibに嵌合する嵌合部 25b、 35bが形成されている。そして、この嵌合部 25b、 35bを凸部 l ibに嵌合させている。第 1吸熱電極部材 22と第 1放熱電極部材 32との間に熱電素子基板 10が挟まれるように位置づけられる。なお、凸部 11aは隣り合う第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32を電気的に絶縁する凸部である。

[0197] この構成によれば、第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32が、熱電素子基板 10に設けられた凸部 l ibに嵌合して位置決めされる。このため、第 1絶縁板 11 に固定された熱電素子 12、 13と放熱電極部 35および吸熱電極部 25との電気的接続を確実に提供できる。複数の第 1吸熱電極部材 22および第 1放熱電極部材 32は、上述の実施形態と同様に、第 2絶縁基板および第 3絶縁基板によって連結されてもよい。 [0198] (第 12実施形態）

図 20ないし図 22は、本発明を適用した第 12実施形態を示す。この実施形態では、ひとつの第 1吸熱電極部材 22を複数の部材を連結することによって提供する。第 1 放熱電極部材 32についても同様の構成が採用される。第 1吸熱電極部材 22と第 1 放熱電極部材 32とのいずれか一方に、この実施形態の構成が採用されてもよい。以下、第 1吸熱電極部材 22について説明し、第 1放熱電極部材 32の対応部分の符号を括弧内に示す。

[0199] 第 1吸熱電極部材 22 (32)は、二つの第 2吸熱電極部材 221 (321)と、一つの第 3 吸熱電極部材 222 (322)とを接合して構成される。第 2吸熱電極部材 221 (321)と、第 3吸熱電極部材 222 (322)とは、吸熱電極部 25 (35)の長さと折り曲げ方向とが異なっている。それらは、平面状の吸熱電極部 25 (35)と、空気と熱交換するための吸熱部 26 (36)とを有している。吸熱部 26 (36)は、フィンとルーバーとを提供している。第 2吸熱電極部材 221 (321)および第 3吸熱電極部材 222 (322)は、第 2絶縁基板 21 (31)を貫通して配置され、 L字状に折り曲げられて、第 2絶縁基板 21 (31)に固定されている。第 3吸熱電極部材 222 (322)の吸熱電極部 25 (35)の長さは、隣接する熱電素子 12、 13にわたる長さとすることができる。第 2吸熱電極部材 221 (321) の吸熱電極部 25 (35)は、より短く設定されている。 L字状に折り曲げられて積層された吸熱電極部 25 (35)は、ハンダ付けによって接合される。

[0200] 第 2吸熱電極部材 221 (321)および第 3吸熱電極部材 222 (322)の端部は、絶縁材料製のケース部材 21b (31b)に形成された溝もしくは穴に挿入されて固定され、それらの間隔が保持されている。

[0201] 次に、以上の構成による第 1吸熱電極部材 22 (32)の製造方法を図面に基づいて説明する。まず、第 2吸熱電極部材 221 (321)および第 3吸熱電極部材 222 (322) が製造される。これらは、コイル状の導電性材料、例えば、銅材カゝらプレス成形工程によって製造される。例えば、図 23に示すように、平面状の吸熱電極部 25 (35)と、ルーバーを有する吸熱部 26 (36)とを備えた複数の電極部材 221、 222 (321、 322 )が連結部 223 (323)において連結された状態で製造される。

[0202] この後、図 21に示すように、吸熱電極部 25 (35)が所定の長さとなるように、連結部 223 (323)が切断され、複数の第 2吸熱電極部材 221 (321)および第 3吸熱電極部材 222 (322)が製造される。これらの第 2吸熱電極部材 221 (321)および第 3吸熱電極部材 222 (322)が、第 2絶縁基板 21 (31)に形成された矩形状の孔に圧入され、吸熱電極部 25 (35)が必要な長さだけ突出させられる。次に、図中の a〜cの順序で折り曲げ力卩ェが加えられる。吸熱電極部 25 (35)の表面に、はんだペーストを塗布した後に、折り曲げ力卩ェを行なうことができる。この結果、第 3吸熱電極部材 222 (32 2)の吸熱電極部 25 (35)と、第 2吸熱電極部材 221 (321)の吸熱電極部 25 (35)とを重ねて配置し、それらをノ、ンダ付けすることができる。この結果、図 22に図示される構造が得られる。

[0203] 図 24に示すように、少なくとも一つの第 2吸熱電極部材 221 (321)と、一つの第 3 吸熱電極部材 222 (322)とを接合して吸熱電極部材 22 (32)を構成してもよ!/ヽ。また、 2つの吸熱電極部 25 (35)は、積層する構成に代えて、それらの端面を突合せて配置する構成を採用してもよい。

[0204] こうして製造された吸熱電極基板 20または放熱電極基板 30は、上述のいずれかの実施形態に用いることができる。

[0205] この実施形態によると製造上の利点が得られる。また、第 2絶縁基板 21 (31)に形成される矩形状の孔に、吸熱電極部 25 (35)を圧入する構成を採用したので、孔と電極部との間に隙間を生じにくい。また、熱交換のための部分を複数設けることができるので、高い熱交換性能を提供できる。

[0206] (第 13実施形態）

図 25は、本発明を適用した第 13実施形態を示す。この実施形態では、第 1絶縁基板 11の熱電素子 12、 13が配置されるべき位置に、予め複数の係合孔 14を形成する。そして、例えば、ロボットを用いた組み付け工程により熱電素子 12、 13を係合孔 1 4に交互に圧入する。

[0207] (第 14実施形態）

図 26は、本発明を適用した第 14実施形態である。この実施形態では、熱電素子基板 10、吸熱電極基板 20、および放熱電極基板 30の少なくともひとつが複数の単位組立体を組み合わせて提供される。図 26は、熱電素子基板 10が、 3個の単位組立体力ゝら構成される場合を示している。この実施形態は、上述の実施形態の熱電素子基板 10を 3個に分割した構造として理解できる。この実施形態では、一つの吸熱電極基板 20と、一つの放熱電極基板 30との間に、 3つの単位組立体から構成される熱電素子基板 10が配置される。単位組立体は、それぞれが、接続部 24a、 24bを有する。それらは、電気的に直列にあるいは並列に接続される。

[0208] また、上述の実施形態における他の基板 20、 30、 40を複数の単位組立体力構成してもよい。また、熱電変換装置を複数の単位組立体力も構成してもよい。この場合には、それぞれの単位組立体がいずれかの実施形態に示す構成を採用する。複数の単位組立体を有する構成を採用することで、熱ひずみを低減することができる。

[0209] (第 15実施形態）

以下、本発明の第 15実施形態における熱電変換装置を説明する。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。

[0210] 図 27〜図 31は、本実施形態の断面図を示す。図 32は本実施形態の製造工程を示す。図 27では、図中の上側に放熱側熱交換部が配置されている。この実施形態では、熱交換部としての板状のフィンに、平行突出型のオフセットルーバー 26a、 36 aが採用されている。このオフセットルーバー 26a、 36aの形状は、平面図、側面図、断面図を示す図 28〜図 30に明瞭に示されている。図 31は、碁盤目状に配列された複数の P型熱電素子 12および N型熱電素子 13の配置を示している。

[0211] この実施形態の製造工程が図 32に示されている。製造工程は、熱電素子基板 10 の製造工程と、吸熱電極基板 20の製造工程と、放熱電極基板 30の製造工程と、これら熱電素子基板 10と、吸熱電極基板 20と、放熱電極基板 30とを積層し、一斉に接合する接合工程とを有している。図 32には、吸熱電極基板 20の製造工程と、接合工程とが図示されている。熱電素子基板 10の製造工程は、他の実施形態の説明を参照することができる。放熱電極基板 30の製造工程は、吸熱電極基板 20のそれと同じである。

[0212] 図 32を参照すると、左上のブロックは、板材の供給工程を示している。ここでは、コィル状に巻かれた板材 20aが供給される。板材 20aは、次のプレス工程に供給される。プレス工程では、プレス加工機によって、オフセットルーバー 26aが形成される。図 32の各ブロック内の上段は平面図を示し、下段は側面図を示す。次に、曲げ工程において、板材が断面コ字形に曲げカ卩ェされる。次に、切断工程において、ひとつひとつの電極部材 22の形状に切断される。これらの工程は、プレスカ卩工機によって実行できる。よって、板材に、せん断、折り曲げ、外形抜きなどの加工を選択的に組み合わせてカ卩えることで、電極部材 22を形成する。こうして複数の電極部材 22が製造される。次に、組み付け工程では、絶縁基板 21に形成された矩形状の孔に、電極部材 22が挿入される。この実施形態では、絶縁基板 21の孔の内壁面には、接着剤が塗布されている。図 32には、電極部材 22の中に治具を配置し、孔に挿入する様子が図示されている。複数の孔のそれぞれに、電極部材 22が挿入される。よって、孔に電極部材 22が接着される。この結果、複数の電極部材 22を保持した吸熱電極基板 20 が製造される。

[0213] 次に、図 32の下段に図示されるように、熱電素子基板 10と吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30とが積層される。電極部材 22、 32と熱電素子 12、 13との間には、あらかじめはんだ材料が配置されている。積層工程の後に、全体を加熱し、はんだを溶融させ、はんだを再び硬化させて、複数の接合箇所が一斉に接合される。

[0214] この構成では、接着剤が弾力性をもっため、絶縁基板 21の孔の中で電極部材 22 はわずかに移動可能である。このため、電極部材 22の寸法誤差、絶縁基板 21の寸法誤差、変形などがあっても、それらの誤差を吸収して、電極部材 22を所定位置に配置し、はんだ付けによる接合工程にぉ、て確実に接合することができる。

[0215] (第 16実施形態）

上記実施形態に代えて、電極部材 22を絶縁基板 21の孔に圧入する構成を採用してもよい。この場合にも、孔には接着剤を予め付与しておくことができる。絶縁基板 2 1に形成された孔と電極部材 22とは、締まり嵌めの状態とされる。

[0216] (第 17実施形態）

図 33は、第 17実施形態を示す。図 33は、絶縁基板 21と電極部材 22との仮固定のための構成を示す断面図である。絶縁基板 31と電極部材 32との間にも同様の構成を採用しうる。この実施形態では、電極部材 22の根元部 25aを湾曲状に形成する。根元部 25aは、弾性力を提供する。根元部 25aは、電極部 25の両側に形成される。この構成では、電極部材 22が絶縁基板 21の孔に圧入される。根元部 25aは弾力的に変形し、電極部材 22が孔の中に保持される。

[0217] 図 34は、第 17実施形態の変形例を示す。図 34では、絶縁基板 21がテーパー状の孔を有している。湾曲状の根元部 25aは、充分な弾力性を提供するため、テーパ一状の孔にも保持される。この構成では、根元部 25aの弾性変形によって、絶縁基板 21の孔の中で電極部材 22はわずかに移動可能である。このため、電極部材 22の寸法誤差、絶縁基板 21の寸法誤差、変形などがあっても、それらの誤差を吸収して、電極部材を所定位置に配置し、はんだ付けによる接合工程において確実に接合することができる。

[0218] (第 18実施形態）

図 35、図 36は、第 18実施形態を示す。図 35、図 36は、絶縁基板 21と電極部材 2 2との仮固定のための構成を示す断面図である。図 35は側面からの断面図、図 36は断面図である。絶縁基板 31と電極部材 32との間にも同様の構成を採用しうる。この実施形態では、絶縁基板 21の孔の内面に、電極部材 22と係合する突起部 21aを設けている。電極部材 22は、絶縁基板 21の孔に圧入され、所定位置において突起部 21aと係合する。この結果、電極部材 22が位置決めされる。この構成では、絶縁基板 21の孔の中で電極部材 22はわずかに移動可能である。このため、電極部材 22の寸法誤差、絶縁基板 21の寸法誤差、変形などがあっても、それらの誤差を吸収して、電極部材 22を所定位置に配置し、はんだ付けによる接合工程にぉヽて確実に接合することができる。

[0219] (第 19実施形態）

上述の実施形態の構成に代えて、図 37、図 38に図示される形状の電極部材 22を採用することができる。図 37、図 38は、電極部材 22の側面図と底面図とを示す。電極部材 32にも同様の構成を採用しうる。この実施形態の電極部材 22は、筒型、あるいは箱型と呼びうる形状に成形される。筒型の電極部材 22は、パネのように作用して、絶縁基板の孔内に自らの弾力性で保持される。電極部材 22は、板材を成形して得ることができる。接合部には、例えば、図示されるようなダブテール嵌合部 25bを設けることがでさる。

[0220] (第 20実施形態）

以下、本発明の第 20実施形態における熱電変換装置を説明する。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。

[0221] 図 39は、本実施形態の断面図を示す。図 40は電極部材の拡大された断面図である。図 41は電極部材の拡大された側面図である。この実施形態では、吸熱電極部材 22、放熱電極部材 32が絶縁基板 21、 31に係合するための突起部を有している。吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とは同じ形状である。よって、それらの形状を、吸熱電極部材 22を例として、詳細に説明する。

[0222] 吸熱電極部材 22は、図 39に示されるように、断面コ字形に形成されている。吸熱電極部材 22は、熱電素子 12、 13と接続される長方形の板状の電極部 25と、その電極部 25の両端からほぼ直角方向に立ち上がる 2つのフィン部分とを有している。フィン部分は板状であるが、そこには熱交換を促進するためのルーバー 26が形成されている。フィン部と絶縁基板 21との対向部分には、凹み部が形成されている。この凹み部は、絶縁基板 21の孔 21aに係合している。吸熱電極部材 22は、絶縁基板 21の熱電素子 12、 13側の面において孔 21aより大きく拡がる部位を与えられるとともに、絶縁基板 21の熱電素子 12、 13とは反対側の面においても、孔 21aより大きく拡がる部位を与えられている。この結果、吸熱電極部材 22は、絶縁基板 21に係合して保持される。吸熱電極部材 22の両側のフィン部の先端は、互いに接近するように内側に向けて折り曲げられている。ただし、それらの先端の間には十分な間隔が与えられている。それらの先端の間からは、電極部 25の背面がほとんどすべて見える。この結果、電極部 25の背面へ直線的に到達することが可能である。

[0223] 図 40および図 41に図示されるように、吸熱電極部材 22は、絶縁基板 21に組み付けられる前は、球面状の突出部 22aを有している。突出部 22aは、電極部 25の平面方向に沿って、吸熱電極部材 22の両側方向へ向けて、外方に向けて突出している。これらの突出部 22aが、絶縁基板 21の熱電素子 12、 13側の面において、孔 21aより大きく拡がる部位を与える。吸熱電極部材 22は、電極部 25の近傍において細く形成されてくびれ部を形成している。図中において、このくびれ部より上側の段差力絶縁基板 21の熱電素子 12、 13とは反対側の面において、孔 21aより大きく拡がる部位を与える。突出部 22aは、三角形の断面を有する形状とされてもよい。

[0224] 電極部 25の背面側には、図中の垂直方向に向けて開放した空間が形成されている。この結果、図中の垂直方向から、電極部 25の背面へ直接に、部材を到達させることができる。この実施形態では、マウンター装置の先端部が電極部 25の背面に到達させられる。マウンター装置の先端部は、電極部 25の背面を保持し、吸熱電極部材 22を搬送して、第 2絶縁基板 21に組み付ける。例えば、マウンター装置の先端部は、電極部 25の背面側を吸着することで摘むことができる。

[0225] 吸熱電極部材 22は、図示される形状に形成された後、マウンター装置によって絶縁基板 21に装着される。マウンター装置としては、一般に入手可能な電子部品組み付け用の装置、あるいはロボット装置を用いることができる。組立工程において、マウンター装置は、複数の吸熱電極部材 22を順に第 2絶縁基板 21の孔 21aに圧入する。このとき、突出部 22aがその弾性の範囲内で変形する。このため、絶縁基板 21に圧入された吸熱電極部材 22は、絶縁基板 21から脱落することなく保持される。この後、上述の実施形態と同様に、積層工程、接合工程が実行される。

[0226] この実施形態によると、組立工程における電極部材 22、 32の取扱いが容易である。このため、生産性を向上することができる。

[0227] (第 21実施形態）

本発明の第 21実施形態における熱電変換装置を説明する。図 42は、本実施形態の電極部材の断面図を示す。図 43は電極部材の側面図である。図 44は電極部材の底図である。この実施形態では、吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とは同じ形状である。この実施形態の電極部材 22、 32は、上述の実施形態の電極部材に代えて用いることができる。

[0228] この実施形態では、電極部 25の延長上に、絶縁基板 21の孔 21aより大きく拡がる舌状の突起部 22bを形成した。突起部 22bは、吸熱電極部材 22が圧入される際に、電極部 25とともに弾性域で変形し、絶縁基板 21の熱電素子 12、 13側の面において、孔 21aより大きく拡がる部位を与える。突起部 22bは、電極部材 22の素材である板材に、円弧状の切り込みを入れた後に、円弧の付け根をほぼ直角に曲げることで形成することができる。突起部 22bは、電極部 25の外側に形成される。

[0229] (第 22実施形態）

本発明の第 22実施形態における熱電変換装置を説明する。図 45は、本実施形態の電極部材の断面図を示す。図 46は電極部材の側面図である。

[0230] この実施形態では、吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とは、その全体が通電経路として構成される。電極部材 22、 32は、コ字形に成形され、その両腕の先端部に電極部 25、 35が設けられる。この実施形態では、コ字形の電極部材 22、 32の両腕の間にコルゲートフィン 126、 136が挟まれ、熱交換を促進する。電極部 25は、図 46 に示すように、電極部材 22、 32の両腕を絶縁基板 21、 31の孔 21a、 31aに挿入した後に、突出した部位を L状に直角に曲げることによって形成される。この実施形態では、突出した部位を互いに接近するように内側に折り曲げる。

[0231] この実施形態によると、電極部材 22、 32の取扱いが容易である。このため、組立ェ程における生産性を向上することができる。

[0232] (第 23実施形態）

本発明の第 23実施形態における熱電変換装置を説明する。図 47は、本実施形態の電極部材の断面図を示す。図 48は電極部材の側面図である。

[0233] この実施形態では、吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とは、その全体が通電経路として構成される。電極部材 22、 32は、コ字形に成形され、その両腕の先端部に電極部 25、 35が設けられる。この実施形態では、コ字形の電極部材 22、 32の両腕にルーバー 26、 36が形成される。電極部 25、 35は、電極部材 22、 32の両腕を外側に拡がるように L状に直角に曲げることによって形成される。この結果、電極部材 22、 32は、鍔状の電極部 25、 35を有する形状となる。このような形状は、例えば略ハット状と呼びうるものである。

[0234] 組立工程において、電極部材 22、 32は、図 48に示すように、マウンター装置によつて両腕を閉じるようにして摘まれる。この結果、 2つの電極部 25の間隔が狭くなり、孔 21aへの挿入が可能となる。電極部材 22、 32が孔 21a、 31aに挿入された後、電極部材 22、 32は、自らの弾性により戻る力、あるいは強制的に両腕を拡げる加工により図示の形状となる。

[0235] この実施形態によると、電極部材 22、 32の取扱いが容易である。このため、組立ェ程における生産性を向上することができる。

[0236] (第 24実施形態）

以下、本発明の第 24実施形態における熱電変換装置を説明する。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。

[0237] 図 49は、本実施形態の断面図を示す。図 50は、本実施形態の分解図を示す。図 51は本実施形態の部分拡大断面図である。この実施形態では、吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30とは、電極部材の配置が異なるだけで、ほぼ同様の構成を有している。以下の説明では、吸熱電極部材 22を中心に説明し、放熱側の構成の符号を括弧内に示す。吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とは同じ形状である。

[0238] この実施形態では、吸熱電極部材 22 (32)は、シンプルなコ字形断面に成形されている。吸熱電極部材 22 (32)の両腕の間には、コルゲートフィン 126 (136)が保持されている。吸熱電極部材 22 (32)の両腕とコルゲートフィン 126とが熱交換のための熱交換部分を提供して、る。

[0239] この実施形態では、吸熱電極部材 22 (32)は、絶縁基板 21 (31)から所定寸法だけ突出して配置される。この突出量 Lは、所定値以下となるように管理される。吸熱電極部材 22 (32)は、絶縁基板 21 (31)に、接着剤による接着あるいは機械的な係合によって位置決めされ、固定されることができる。絶縁基板 21 (31)は、厚さが tlである。吸熱電極部材 22 (32)の電極部分 25 (35)は、厚さが t2である。この実施形態では、突出量 Lと、厚さ tl、 t2との関係力 (tl +t2) >Lとなるように、突出量 Lが管理される。この実施形態では、突出量 Lは、寸法 (tl +t2)よりも十分に小さく設定される。その突出量 Lは、ほぼ電極部分 25 (35)の厚さ t2相当である。少なくとも吸熱電極部材 22の突出量 Lを管理することが有効である。放熱電極部材 32は、むしろ、熱伝達を多く受けることが望まし、場合があるからである。

[0240] この構成〖こよると、電極部分 25 (35)の突出量が抑えられるため、電極部分 25 (35 )に不要な熱が伝わることが抑制される。例えば、熱電素子 12、 13からの輻射熱、あるいは熱電素子 12、 13の空気の対流による熱伝達が抑制されえる。特に、低温側となる吸熱電極部材 22の電極部分 25の突出量 Lを小さく管理することが、低温を供給する用途にぉヽて利点を提供する。

[0241] (第 25実施形態）

図 52は、第 25実施形態の断面図である。この実施形態では、吸熱電極部材 22を、絶縁基板 21の熱電素子 12、 13側の面より凹ませて配置している。熱電素子 12、 1 3は、絶縁基板 11より突出して配置される。この構成は、熱電素子 12、 13から吸熱電極部材 22への熱伝達を抑える点で有利である。

[0242] (第 26実施形態）

本発明の第 26実施形態における熱電変換装置を説明する。図 53は、本実施形態の断面図を示す。この実施形態では、吸熱電極基板 20は、上述の実施形態と同様に構成される。しかし、放熱電極基板 30は、絶縁基板 131が熱電素子 12、 13から離れて設置される。この実施形態では、絶縁基板 11と絶縁基板 131との間に、ケース部材 27で区画される空気通路が形成される。この結果、熱電素子 12、 13は、その放熱電極基板 30側において熱交換媒体である空気と直接に接触するように配置される。この構成は、熱電素子 12、 13からの放熱を促進する上で効果的である。

[0243] この実施形態では、熱電素子 12、 13と吸熱側の絶縁基板 21との間の距離を、熱電素子 12、 13と放熱側の絶縁基板 131との間の距離より十分に小さく設定している。この構成が、低温となる吸熱側へ向かっての熱伝達を抑制し、高温となる放熱側への熱伝達を促進する作用効果を提供する。さらに、熱電素子 12、 13と直接に接触するように放熱側の熱交換媒体である空気を流す構成を採用しているので、放熱を促進する作用効果が追加的に得られる。

[0244] (第 27実施形態）

図 54は、本発明の第 27実施例に係る熱電変換装置の断面図である。この実施形態では、吸熱基板 20を良熱伝導材料よりなる金属板 301と、この金属板 301に接合されたコルゲートフィン 302とで構成している。放熱基板 30は、良熱伝導材料よりなる金属板 303と、この金属板 303に接合されたコルゲートフィン 304とで構成している。熱電素子基板 10の複数の熱電素子 12、 13は、複数の電極板 16によって直列接続されている。金属板 301の熱電素子基板 10側の面には、絶縁層 305が形成されている。同様に、金属板 303の熱電素子基板 10側の面にも、絶縁層 305が形成されている。熱電素子基板 10の吸熱側には、絶縁層 305を介して、吸熱基板 20が接合されている。熱電素子基板 10の放熱側には、絶縁層 305を介して、吸熱基板 30が接合されている。絶縁層 305における接合は、絶縁層 305の材料に応じて接着剤による接着、あるいははんだ付けなどの接合材料を採用することができる。

[0245] この構成によると、第 1絶縁基板 11が高温側から低温側への熱伝達を抑制する。

[0246] 金属板 301、 303は、銅、アルミニウム、銀、真鍮などの熱伝導性に優れた材料で形成している。また、絶縁層 305は、例えば、電気絶縁性の榭脂フィルムを接着することによって提供することができる。また、絶縁層 305は、ダイヤモンドライクカーボンコーティング (DLC)法などの成膜方法を用いて形成される固体絶縁膜を採用することができる。また、絶縁層 305は、アルミナ（A1203)または窒化アルミニウム（A1N)をエアロゾルデポジション法で成膜して提供しても良い。また、セラミック塗料、例えば、シリカアルミナ系液体セラミックスをデイツビング法などにより塗布し、乾燥させて成膜しても良い。

[0247] (第 28実施形態）

図 55は、第 28実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。この実施形態では、吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とを W字状に形成している。そして、絶縁基板 21、 31からの突出量 Lを管理している。この構成によると、隣接する熱電素子 12、 13 の間を接続するための電極部分が熱電素子 12、 13に向けて露出しない。よって、特に、吸熱電極部材 22への熱伝達を抑制することができる。

[0248] (第 29実施形態）

図 56は、第 29実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。この実施形態では、吸熱電極部材 22と放熱電極部材 32とを、複数の熱交換フィン部材 326、 336を備える構成としている。吸熱電極部材 22は、電極部材 325と、この電極部材 325に熱伝導可能に接合された複数の熱交換フィン部材 326とを備えてヽる。放熱電極部材 32は、電極部材 335と、この電極部材 335に熱伝導可能に接合された複数の熱交換フィン部材 336とを備えている。この構成では、電極部材 325、 335の突出量 Lを管理している。

[0249] (第 30実施形態）

以下、本発明の第 30実施形態における熱電変換装置を説明する。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。図 57は、本実施形態の断面図を示す。

[0250] この実施形態の熱電変換装置は、熱電素子基板 10と、吸熱電極基板 20と、放熱電極基板 30とを備えて構成されている。熱電素子基板 10の両面に、吸熱電極基板 20 と、放熱電極基板 30とが積層され、熱的な接続と、電気的な接続とが実行されている。吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30とは、通電経路に応じた配置の違いを除いて、ほぼ同じ構成部品から組み立てられている。以下の説明では、放熱電極基板 30を例にとって説明する。

[0251] 熱電素子基板 10は、複数の P型熱電素子 12と複数の N型熱電素子 13とを、電気絶縁性の榭脂材料よりなる絶縁基板 11によって保持して構成されて!、る。複数の熱電素子 12、 13は、碁盤目状あるいはマトリックス状に配列されている。複数の熱電素子 12、 13は、所定の通電経路に沿って、交互に配列されている。複数の電極部材 1 6は、上記通電経路に沿って、複数の熱電素子 12、 13を直列接続している。それぞれの電極部材 16は、隣接する P型熱電素子 12の端面と N型熱電素子 13の端面との間を橋渡しするように、それらにはんだ付けによって接合されている。

[0252] それぞれの電極部材 16には、複数の熱交換部材 432が熱伝導可能に、はんだ付けあるいは接着剤により接合されている。これら熱交換部材 432は、熱伝導性に優れた金属材料、例えば銅、アルミなどで構成される。熱交換部材 432は、電極部材 16 の熱電素子 12、 13とは反対側の面に接合されている。この実施形態では、ひとつの電極部材 16に 6本の熱交換部材 432が接合されている。電極部材 16の P型熱電素子 12との接合領域の裏側には、 3本の熱交換部材 432が接合されている。電極部材 16の N型熱電素子 13との接合領域の裏側には、 3本の熱交換部材 432が接合されている。熱交換部材 432は、熱電素子 12、 13の近傍から、複数に分岐した複数の熱伝達経路を提供する。この構成は、熱電素子 12、 13によって提供される低温、あるいは高温を効率的に熱伝達するために有利である。

[0253] この実施形態の熱交換部材 432は、平板を L字形に成形して得られるプレート部材 432aである。プレート部材 432aは、図の紙面垂直方向に拡がっている。プレート部材 432aは、紙面と垂直な方向への空気通路を提供する。これらプレート部材 432a には、その基部寄りの位置と、その先端寄りの位置とに、貫通孔が形成されている。これらの貫通孔は、複数のプレート部材 432aにわたつて整合して形成される。この結果、複数のプレート部材 432aを貫通する通路が提供される。貫通孔には、電気絶縁性の材料により作られた棒状の固定部材 431a、 431b力 S配置される。これら固定部材 431a、 43 lbは、複数のプレート部材 432aと摩擦的に係合し、これら複数のプレ一ト部材 432aを一体的に連結するとともに、それらを固定し、それらの間隔を保持する。固定部材 431a、 431bは、例えば、ガラスエポキシ、 PPS榭脂、 LCP榭脂、もしくは PET榭脂などカゝら形成される。

[0254] この実施形態では、まず、熱電素子基板 10が製造される。次に、複数の電極部材 16が所定の通電経路を提供するように接合される。一方、複数のプレート部材 432a の貫通孔に固定部材 431a、 431bを、串刺しするようにして配置する。次に、複数のプレート部材 432aを図示される所定の位置関係に配列する。この結果、複数のプレ一ト部材 432aを一括して取り扱うことが可能となる。こうして吸熱電極基板 20と放熱電極基板 30とが別々に製造される。次に、熱電基板 10の両側に、吸熱電極基板 20 と放熱電極基板 30とを積層配置する。次に、複数のプレート部材 432aと複数の電極部材 16との間を一斉に接合する。

[0255] (第 31実施形態）

図 58は、本発明の第 31実施形態を示す断面図である。この実施形態では、棒状の固定部材 431a、 431bに代えて、平板状の固定部材 431c、 431dが用いられている。固定部材 431c、 431dは絶縁性の材料により作られている。固定部材 431cは、プレート部材 432aが配置されるべき位置に、プレート部材 432aを貫通して配置することができる貫通孔を有している。複数のプレート部材 432aは、固定部材 431cに差し込まれて、固定され、電気的に絶縁される。固定部材 43 Idは、プレート部材 432a が配置されるべき位置に、プレート部材 432aの先端部を受け容れて配置することができる溝状の穴を有している。複数のプレート部材 432aは、固定部材 43 Idに差し込まれて、固定され、電気的に絶縁される。固定部材 431cは、絶縁基板 11と平行な隔壁を提供する。第 2固定部材 431dは、側壁 431e、 43 Ifとともにケース部材を提供し、空気通路を区画する。

[0256] (第 32実施形態）

図 59は、本発明の第 32実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。この実施形態では、固定部材として、棒状の固定部材 43 lbと、平板状の固定部材 43 lgとが併用されている。固定部材 431gは、複数の電極部材 16に対応した位置に貫通穴を有し、それらの貫通穴に電極部材 16を収容し、固定している。

[0257] (第 33実施形態）

図 60は、本発明の第 33実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。この実施形態では、平板状の熱交換部材 432aに代えて、棒状の熱交換部材であるピン部材 432bが用いられる。ピン部材 432bは、その端面が電極部材 16に熱伝導可能な状態に接合されている。ひとつの電極部材 16には、複数のピン部材 432bがはんだ付けにより一斉に接合されて、る。

[0258] (第 34実施形態）

図 61は、本発明の第 34実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。この実施形態では、電極部材 16には、ピン部材 432bが配置されるべき位置に貫通穴が設けられている。これらの貫通穴には、ピン部材 432bが配置され、固定される。ピン部材 432bは、熱電素子 12、 13の端面に直接に到達することが可能である。この実施形態では、ピン部材 432bの端面は、熱電素子 12、 13の端面に直接に接合される。複数のピン部材 432bは、平板状の固定部材 431h、 431iによって固定されている。固定部材 43 lhは、ピン部材 432bが貫通する複数の孔を有する。固定部材 43 liは、ピン部材 432bの先端が受け容れられる複数の凹部を有している。この実施形態によると、複数の熱交換部材であるピン部材 432bを固定部材 43 lg、 43 liによって一括して取り扱うことができる。さらに、複数の熱交換部材としてのピン部材 432bは、直接に熱電素子 12、 13の端面に接合されるため、優れた熱伝導を提供することができる。

[0259] (第 35実施形態）以下、本発明の第 35実施形態における熱電変換装置を説明する。以下の実施形態の説明では、上述の第 1実施形態で説明した部品と同等の機能または同等の形状を有する部品には、同一の符号を付して説明を省略する。この実施形態の熱電変換装置は、熱電素子基板 10の一方の面に吸熱電極群を配置し、他方の面に放熱電極群を配置している。吸熱電極群と、放熱電極群とは、同一形状の熱交換部材あるいは電極部材と呼ばれる複数の部品を配列して形成されている。吸熱電極群と、放熱電極群とにおける部品の配列は、複数の熱電素子 12、 13の直列接続を提供するために非対称となっている。

[0260] 図 62は、本実施形態の熱電変換装置を示す断面図である。図 63は、本実施形態の熱電変換装置を示すの他の断面図である。図 62の A— A断面が図 63に示されている。図 64は、本実施形態の熱電変換装置を示す分解図である。

[0261] 熱電素子基板 10は、複数の P型熱電素子 12と複数の N型熱電素子 13とを、電気絶縁性の榭脂材料よりなる絶縁基板 11によって保持して構成されてヽる。熱電素子基板 10の構成は、上述の複数の実施形態の構成を参照することができる。

[0262] この実施形態では、熱交換部材とも呼ばれる電極部材 532によって熱電素子 12、 13間の電気的な接続が提供される。電極部材 532は、電気的な接続を提供するための平板状の電極部 535を有する。さらに、電極部材 532は、熱電素子 12、 13により提供される低温ある、は高温を伝達し、空気と熱交換して空気に低温あるいは高温を伝達する熱伝達部材ないしは熱交換部材を兼ねており、熱交換のための熱交換部 536を備えている。

[0263] 熱交換部 536は、低温を空気に伝えるための吸熱部、あるいは高温を空気に伝えるための放熱部とも呼ばれる。熱交換部 536は、電極部 535の平行な 2辺から垂直方向に沿って、外方に延出されている。熱交換部 536は、平板を成形して提供されている。熱交換部 536は、複数のピン状とも表現される複数の突起として形成されている。熱交換部 536は、図 63に示されるように、 2列の突起を有する。各列は、図 62 に示されるように、 6本の突起を有する。ひとつの電極部 535には、 12本の突起が配列されている。熱交換部 536は、電極部 535の背面に、電極部 535から垂直方向に開放された空間を提供するように形成されている。この結果、電極部 535の背面へ、垂直方向から直線的に到達することができる。この背面空間は、マウンター装置の先端部が電極部材 532を摘むために、その先端部が電極部材 532の背面に到達するための経路とされる。

[0264] 図 65は、熱電変換装置の製造方法を説明する流れ図である。電極部材 532は、板状の素材から製造される。素材 20aは、コイル状に巻かれた帯状の状態で供給される。図中の上段左端のブロックが供給工程を示す。次に、素材は、外形抜き加工に付される。この外形抜き加工工程では、素材 20aが所定の形状に切断される。ここでは、せん断により、所定の形状が付与される。図示されるように、電極部 535となる領域と、熱交換部 536となる複数の部位とが形成される。 2つめのブロック内の上段に、素材 20aの平面図が示されている。素材 20aには、熱交換部 536の間に対応して複数のスリットが打ち抜き加工により形成される。この工程では、素材 20aの幅方向の形状も規定される。この工程は、せん断加工工程とも呼ばれる。

[0265] 次に、折り曲げカ卩ェ工程が実行される。この工程では、図示されるように、電極部 5 35の両側に位置する熱交換部 536が、ほぼ垂直に曲げられる。この結果、電極部 5 35を底面とし、熱交換部 536を側壁とする形状が得られる。次に、再び、外形抜き加ェが加えられる。この外形抜き加工では、熱交換部 536の上端部分が切断され、複数の電極部材 532へと分離される。以上に説明した、せん断、折り曲げ、外形抜きの各工程は、プレス加工によって実行することができる。 2つ目のブロックには、プレス加工のための一対のプレス型と、その間に配置された素材 20aとが図示されている。最初のせん断工程では、スリット部分を切断せずに、例えば、スリット部分を切り起こして、ルーバーを形成してもよい。また、プレスカ卩ェは、対向して移動する一対の型を使用するプレス加工方法に代えて、一対の回転ローラの間に素材を通して切断あるいは折り曲げ加工を実行するローラ加工を用いてもよ!ヽ。

[0266] 上記工程と先行して、同時に、あるいは後に、図中下段左端のブロックに図示される熱電素子基板 10の組立工程が実行される。この工程では、絶縁基板 11に、複数の熱電素子 12、 13が組み付けられる。複数の熱電素子 12、 13は、マウンター装置の先端部によって摘まれ、絶縁基板 11の孔に挿入され、固定される。次に、電極部材 532の電極部 535の背面が、マウンター装置の先端部によって摘まれる。例えば、マウンター装置は、その先端部にバキューム式の吸着部を備える。マウンター装置は

、電極部 535を隣接する熱電素子 12、 13間を接続するように配置し、固定する。このとき、マウンター装置は、電極部 535を、熱電素子 12、 13に向けて、その背面から強く押しつけることができる。この実施形態では、電極部 535と熱電素子 12、 13とは、はんだ付けにより接合される。電極部材 532を配置する工程は、熱電素子基板 10の一方の面について実行された後、熱電素子基板 10を反転させて、さら〖こ、熱電素子基板 10の他方の面についても実行される。また、熱電素子 12、 13の端面と、電極部 535の下面とのいずれ力、あるいは両方には、予めペーストハンダなどをスクリーン印刷によって薄く均一に塗っておくことができる。この後、電極部材 532を配置する工程を実行し、さらに接合工程を実行する。接合工程は、電極部材 532毎に実行することも、すべての電極部材 532を配列した後に、一斉に実行することもできる。

[0267] この実施形態では、熱交換部 536と電極部 535とが一体に形成された電極部材 53 2を用いて、複数の熱電素子 12、 13が直列接続される。このため、高い生産性を提供できる。さらに、電極部 535と熱交換部 536との間の高い熱伝導を提供できる。また、電極部 535を背面力も摘み、押しつけることができる。このため、高い生産性を提供できる。

[0268] (第 36実施形態）

図 66は、第 36実施形態の熱電変換装置の断面図である。図 67は、この実施形態の熱電変換装置の他の断面である。図 67は、図 66の A— A断面図である。この実施形態では、熱交換部 536が、平板として提供されている。

[0269] (第 37実施形態）

図 68は、第 37実施形態の熱電変換装置の断面図である。図 69は、この実施形態の熱電変換装置の他の断面である。図 70は、この実施形態の熱電変換装置の熱交換部の断面図である。図 70は、図 68の A— A断面図である。この実施形態では、熱交換部 536が、複数の傾斜板を備えたルーバー状に形成されている。ルーバー状熱交換部 536は、平板を切り起こして形成することができる。

[0270] (第 38実施形態）

図 71は、第 38実施形態の熱電変換装置の断面図である。図 72は、この実施形態の熱電変換装置の他の断面である。図 73は、この実施形態の熱電変換装置の熱交換部の断面図である。図 73は、図 71の A— A断面図である。この実施形態では、熱交換部 536が、複数のスリット状貫通孔を備えた形状に形成されている。

[0271] (第 39実施形態）

図 74は、第 39実施形態の熱電変換装置の断面図である。図 75は、この実施形態の熱電変換装置の他の断面である。図 76は、この実施形態の熱電変換装置の熱交換部の断面図である。図 76は、図 74の A— A断面図である。この実施形態では、熱交換部 536が、複数のオフセットフィンを備えた形状に形成されて、る。

[0272] (第 40実施形態）

以上の実施形態で説明したプレス力卩ェに代えて、エッチング処理によって電極部材 532を所定の形状にカ卩ェしてもよい。エッチング処置は、例えば、図 65に示される製造工程の 2つめの工程において実行されることができる。エッチング処置では、ェツチング液を溜めたエッチング槽に素材 20aを浸漬する。例えば、エッチング処理によって、図 77に図示される形状を得ることができる。この実施形態では、エッチング処理によって、熱交換部 536における熱交換を促進するための微細構造としての貫通孔などを多数形成することができる。素材 20aは、エッチング処理の後、プレス力卩ェに付される。プレス加工によって、折り曲げ加工、および外形抜き加工が加えられ、上述の実施形態で説明された種々の形態の電極部材 532が提供される。

[0273] (第 41実施形態）

以上の実施形態で説明したプレス力卩ェに代えて、押出加工によって電極部材 532 を所定の形状にカ卩ェしてもよい。例えば、図 65に示される製造工程の 1つめから 3つめまでの工程に代えて、図 78に示されるブラケット型の押出素材 20aが供給される。押出素材 20aは、広く知られた押出成形工程によって製造される。この押出素材 20a は、棒状の状態で供給される。押出素材 20aは、電極部材 532に必要な長さに切断される。この切断には、プレスカ卩ェによる外形抜き力卩ェを用いることができる。

[0274] (第 42実施形態）

図 79は、第 42実施形態の熱電変換装置の断面図である。図 80は、この実施形態の熱交換部の平面図である。この実施形態では、電極部 535の一部に、補助熱交換部 535aを形成している。補助熱交換部 535aは、電極部 535から、熱交換部 536が伸び出す方向へ向けて、斜めに切り起こされている。補助熱交換部 535aは、マウンター装置の先端部の到達を許容するための空間を電極部 535の背面に残し、かつマウンター装置の先端が電極部材 532を摘むことができるように平面状の電極部 53 5の背面を残すように形成される。

Claims

請求の範囲

[1] 複数の P型熱電素子（12)と複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に配列にしてなる熱電素子組立体（10)と、

複数の熱交換素子 (22、 32)とこれら複数の熱交換素子 (22、 32)を保持する保持板 (21、 31)とを備え、前記複数の熱交換素子 (22、 32)を前記熱電素子（12、 13) の配列状態に対応する所定の配列状態に保持してなる熱交換素子組立体 (20、 30 )と、

前記熱電素子組立体 (10)と前記熱交換素子組立体 (20、 30)とが積層された状態において、前記熱電素子組立体（10)と前記熱交換素子組立体 (20、 30)との間の複数の接合箇所を一斉に接合する接合部材とを備えることを特徴とする熱電変換装置の製造方法。

[2] 前記熱電素子組立体（10)は、前記複数の P型熱電素子（12)と前記複数の N型熱電素子（13)とを電気的に直列接続する複数の電極部材（16)を備え、

前記複数の熱交換素子 (22、 32)は、前記複数の電極部材（16)のそれぞれに対応して設けられ、

前記接合部材は、前記複数の熱交換素子 (22、 32)と、前記複数の電極部材（16) との間をそれぞれ接合する複数の接合部材を備えることを特徴とする請求項 1記載の熱電変換装置の製造方法。

[3] 前記熱交換素子 (22、 32)のそれぞれは、前記複数の P型熱電素子（12)と前記複数の N型熱電素子（13)とを電気的に直列接続する電極部（25、 35)と、この電極部 (25、 35)から延び出し、熱交換媒体と熱交換する熱交換部（26、 36)とを備え、前記接合部材は、前記熱交換素子（22、 32)の電極部（25、 35)と、一つの前記 P 型熱電素子（12)と、一つの前記 N型熱電素子（13)とを接合することを特徴とする請求項 1または請求項 2に記載の熱電変換装置の製造方法。

[4] 前記熱交換素子組立体 (20、 30)は、吸熱側に配置される吸熱側熱交換素子組立体 (20)と、放熱側に配置される放熱側熱交換素子組立体 (30)とを備え、

前記接合部材は、前記熱電素子組立体（10)と前記吸熱側熱交換素子組立体 (2 0)とが積層された状態において、それらの間の複数の接合箇所を一斉に接合する第 1接合部材と、前記熱電素子組立体 (10)と前記放熱側熱交換素子組立体 (30)とが積層された状態において、それらの間の複数の接合箇所を一斉に接合する第 2接合部材とを備えることを特徴とする請求項 1な、し請求項 3の、ずれか一項に記載の熱電変換装置の製造方法。

[5] 前記熱交換素子組立体 (20、 30)の前記保持板 (21、 31)は、熱交換媒体が前記熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供することを特徴とする請求項 1なヽし請求項 4のヽずれか一項に記載の熱電変換装置の製造方法。

[6] 前記熱電素子組立体（10)は、前記複数の P型熱電素子（12)と前記複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に保持する保持板 (11)を備え、その保持板 (11) は、熱交換媒体が前記熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供することを特徴とする請求項 1な!ヽし請求項 5のヽずれか一項に記載の熱電変換装置の製造方法。

[7] 前記熱電素子組立体（10)は、前記複数の P型熱電素子（12)と前記複数の N型熱電素子（13)とを所定の配列形状に保持する保持板 (11)を備え、その保持板 (11) は、熱交換媒体が前記熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する壁を提供するとともに、

前記熱交換素子組立体 (20、 30)の前記保持板 (11)との間に断熱層としての所定の隙間を形成することを特徴とする請求項 5に記載の熱電変換装置の製造方法。

[8] 前記吸熱側熱交換素子組立体 (20)の前記保持板 (21)は、熱交換媒体が前記熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する吸熱側の壁を提供し、

前記放熱側熱交換素子組立体 (30)の前記保持板 (31)は、熱交換媒体が前記熱電素子組立体（10)の吸熱側と放熱側との間を流通することを阻止する放熱側の壁を提供し、

前記吸熱側の壁と、前記放熱側の壁との間に断熱層としての所定の隙間を形成することを特徴とする請求項 5または請求項 7に記載の熱電変換装置の製造方法。

[9] 前記熱交換素子 (22、 32)は、熱交換媒体の流れ方向に沿って広がる板状部分を有し、その板状部分には、その板状部分の両面間の熱交換媒体の流れを許容する熱交換部（26、 36)が形成されており、

前記熱交換素子 (22、 32)を保持する前記保持板 (21、 31)は、前記熱交換素子（ 22、 32)の前記板状部分のうち、前記熱交換部（26、 36)が形成されない部位を保持する開口を備え、

前記熱交換部（26、 36)は、前記開口の開口幅より外側へ広がっていることを特徴とする請求項 1な、し請求項 8の、ずれか一項に記載の熱電変換装置の製造方法。

[10] 前記複数の P型熱電素子（12)と前記複数の N型熱電素子（13)との大部分は、熱交換媒体の流れ方向に沿って直列に接続されるように配列されてヽることを特徴とする請求項 9に記載の熱電変換装置の製造方法。

[11] 絶縁材料力もなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（

13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（

10)と、

隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P型熱電素子（12)とを電気的に接続する吸熱電極部（25)、およびその吸熱電極部（25)より伝熱される熱を熱交換する吸熱部（26)を有する第 1吸熱電極部材 (22)を絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 (21)に略碁盤目状に複数個配列して構成された吸熱電極基板 (20)と、

隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する放熱電極部（35)、およびその放熱電極部（35)より伝熱される熱を熱交換する放熱部（36)を有する第 1放熱電極部材 (32)を絶縁材料からなる第 3絶縁基板 (31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された放熱電極基板 (30)とを備え、前記吸熱電極基板 (20)と前記放熱電極基板 (30)との間に前記熱電素子基板（1 0)を挟み込んで組み合わせることにより、

前記吸熱電極基板 (20)は、隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P 型熱電素子（12)とを前記吸熱電極部（25)が直列的に接続されるように構成するとともに、

前記放熱電極基板 (30)は、隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N 型熱電素子（13)とを前記放熱電極部（35)が直列的に接続されるように構成することを特徴とする熱電変換装置。

[12] 前記熱電素子基板（10)には、隣接する前記熱電素子（12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料力なる電極部材（16)が隣接する前記熱電素子（12、

3)の両端面に接合され、

前記吸熱電極基板 (20)と前記放熱電極基板 (30)との間に前記熱電素子基板（1 0)を挟み込んで組み合わせるときに、

前記吸熱電極基板 (20)は、隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P 型熱電素子（12)とを前記吸熱電極部（25)が前記電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成するとともに、

前記放熱電極基板 (30)は、隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N 型熱電素子（13)とを前記放熱電極部（35)が前記電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成することを特徴とする請求項 11に記載の熱電変換装置。

[13] 前記吸熱電極基板 (20)には、前記熱電素子基板（10)に隣接する前記熱電素子

(12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)が前記吸熱電極部（25)の一端面に接合され、

前記放熱電極基板 (30)には、前記熱電素子基板（10)に隣接する前記熱電素子 (12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)が前記放熱電極部（35)の一端面に接合され、

前記吸熱電極基板 (20)と前記放熱電極基板 (30)との間に前記熱電素子基板（1 0)を挟み込んで組み合わせときに、

[14] 前記第 2絶縁基板 (21)および前記第 3絶縁基板 (31)は、前記電極部材（16)を略碁盤目状に配列し、かつ前記電極部材（16)の一端面側に凹状の溝部（24、 34)が形成されるように一体成形で形成し、

前記吸熱電極基板 (20)は、前記吸熱電極部（25)が前記溝部（24)に嵌合して前記電極部材（16)の一端面に接合され、

前記放熱電極基板 (30)は、前記放熱電極部（35)が前記溝部（34)に嵌合して前記電極部材（16)の一端面に接合されて!、ることを特徴とする請求項 13に記載の熱電変換装置。

[15] 前記熱電素子基板 (10)に隣接する前記熱電素子（12、 13)間を電気的に接続する平板状の導電性材料からなる電極部材（16)と、

前記電極部材（16)を絶縁材料カゝらなる第 4絶縁基板 (41)に略碁盤目状に複数個配列して構成された電極基板 (40)とが設けられ、

前記吸熱電極基板 (20)、前記電極基板 (40)、前記熱電素子基板（10)、前記電極基板 (40)、および前記放熱電極基板（30)とを重ねて組み合わせたときに、前記吸熱電極基板 (20)は、隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P 型熱電素子（12)とを前記吸熱電極部（25)が前記電極部材（16)を介して直列的に接続されるように構成するとともに、

[16] 前記電極部材（16)は、前記第 1吸熱電極部材（22)に形成された前記吸熱電極部（25)および前記第 1放熱電極部材（32)に形成された前記放熱電極部（35)の板厚よりも厚肉に形成してヽることを特徴とする請求項 12なヽし請求項 15のヽずれ力ゝ項に記載の熱電変換装置。

[17] 前記電極部材（16)は、前記吸熱電極部（25)および前記放熱電極部（35)の板厚が 0. 1〜0. 3mm程度に形成しているのに対して、少なくとも 0. 2〜0. 5mm程度の板厚で前記吸熱電極部（25)および前記放熱電極部（35)よりも厚く形成してヽることを特徴とする請求項 16に記載の熱電変換装置。

[18] 前記電極部材（16)と前記吸熱電極部（25)、および前記電極部材（16)と前記放熱電極部（35)との間には、絶縁材料からなる絶縁被膜層 (17)を介して接合されていることを特徴とする請求項 12ないし請求項 17のいずれか一項に記載の熱電変換装置。

[19] 前記第 1絶縁基板（11)は、前記 P型熱電素子（12)および前記 N型熱電素子（13) を交互に略碁盤目状に配列するための複数個の係合孔（14)が形成され、

前記熱電素子基板（10)は、前記吸熱電極基板 (20)と前記放熱電極基板 (30)とを組み合わせる前に、前記 P型熱電素子（12)および前記 N型熱電素子（13)を前記係合孔（14)に交互に複数個配列して前記熱電素子群を列設したことを特徴とする請求項 11な、し請求項 15の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[20] 前記熱電素子基板（10)は、棒状の前記 P型熱電素子（12)および棒状の前記 N 型熱電素子（13)を成形型に交互に略碁盤目状に複数個配列し、その成形型に絶縁材料を注入して切断前熱電素子基板（10a)を成形加工した後、所望する板厚になるように前記切断前熱電素子基板（10a)を切断加工して形成したことを特徴とする請求項 11な、し請求項 15の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[21] 前記第 1絶縁基板（11)を構成する材料として、棒状の前記 P型熱電素子（12)および棒状の前記 N型熱電素子（13)を交互に配列するための複数個の溝部（15)を直線状に複数枚用意し、

前記熱電素子基板（10)は、棒状の前記 P型熱電素子（12)および棒状の前記 N 型熱電素子（13)を前記材料の前記溝部（15)に交互に配列して、前記第 1絶縁基板 (11)を構成する材料を複数枚接合することにより、一体化し、所望する板厚の前記第 1絶縁基板（11)になるように切断加工して形成されたものであることを特徴とする請求項 11な、し請求項 15の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[22] 前記熱電素子基板（10)には、隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)との間に突出し状の凸部（l ib)が両面に形成されるとともに、前記吸熱電極部（25)および前記放熱電極部（35)には、前記凸部（l ib)に嵌合する嵌合部（25b、 35b)が形成され、

前記第 1吸熱電極部材 (22)および前記第 1放熱電極部材 (32)は、前記嵌合部（2 5b、 35b)を前記凸部（l ib)に嵌合させることを特徴とする請求項 11ないし請求項 1

5の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[23] 前記吸熱電極基板 (20)は、前記吸熱電極部（25)の接合部近傍に前記第 2絶縁基板 (21)の一端面を配置するように構成し、

前記放熱電極基板 (30)は、前記放熱電極部（35)の接合部近傍に前記第 3絶縁基板 (31)の一端面を配置するように構成させて!/、ることを特徴とする請求項 11なヽし請求項 15のいずれか一項に記載の熱電変換装置。

[24] 前記吸熱電極基板 (20)は、前記吸熱電極部（25)に対向する他端側に前記第 2 絶縁基板 (21)の一端面を配置するように構成し、

前記放熱電極基板 (30)は、前記放熱電極部（35)に対向する他端側に前記第 3 絶縁基板 (31)の一端面を配置するように構成させて!/、ることを特徴とする請求項 11 な、し請求項 15の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[25] 前記熱電素子基板（10)を区画壁として、前記熱電素子基板（10)の両側に送風通路を形成するケース部材 (28、 38)が設けられ、

前記ケース部材（28、 38)は、前記第 1吸熱電極部材（22)もしくは前記第 1放熱電極部材（32)の、ずれか一方を覆うことを特徴とする請求項 11な、し請求項 24の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[26] 前記第 1吸熱電極部材 (22)および前記第 1放熱電極部材 (32)は、全体形状が略

U字状に形成し、その底部に平面状からなる前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35)を形成し、かつ前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35)から外方に延出された平面にルーバ状、またはオフセット状のいずれかの形状を成形カロェで形成したことを特徴とする請求項 11な、し請求項 25の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[27] 前記第 1吸熱電極部材 (22)および前記第 1放熱電極部材 (32)は、少なくとも前記熱電素子群に沿って、複数個の前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35) を連結させて帯状に形成して、前記第 2もしくは第 3絶縁基板 (21、 31)に結合させた後に、前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35)のそれぞれが互ヽに電気的に絶縁されるように形成したことを特徴とする請求項 11な、し請求項 26の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[28] 前記第 1吸熱電極部材 (22)は、平板状力もなる前記吸熱電極部（25)とその吸熱電極部（25)で発生する熱を熱交換する吸熱熱交換部材 (22a)とから構成され、前記第 1放熱電極部材 (32)は、平板状カゝらなる前記放熱電極部（35)とその放熱電極部（35)で発生する熱を熱交換する放熱熱交換部材 (32a)とから構成され、前記吸熱熱交換部材 (22a)および前記放熱熱交換部材 (32a)は、前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35)に、伝熱可能に結合するように前記第 2もしくは第 3絶縁基板（21、 31)に設けられることを特徴とする請求項 11ないし請求項 27 の!、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[29] 前記第 1吸熱電極部材 (22)は、少なくとも二つ以上の複数個に分けて前記第 2絶縁基板 (21)に L字状に配設するように前記吸熱電極部（25)と前記吸熱部（26)とを平板状の板材に一体に形成し、それぞれの前記吸熱電極部（25)を前記第 2絶縁基板 (21)に形成された基板穴に圧入し、その後前記第 2絶縁基板 (21)の一端面に沿つて折り曲げによりそれぞれ前記吸熱電極部（25)を形成し、かつそれぞれの前記吸熱電極部（25)を結合するように構成してヽるとともに、

前記第 1放熱電極部材 (32)は、少なくとも二つ以上の複数個に分けて前記第 3絶縁基板 (31)に L字状に配設するように前記放熱電極部（35)と前記放熱部（36)とを平板状の板材に一体に形成し、それぞれの前記放熱電極部（35)を前記第 3絶縁基板 (31)に形成された基板穴に圧入し、その後前記第 3絶縁基板 (31)の一端面に沿つて折り曲げによりそれぞれ前記放熱電極部（35)を形成し、かつそれぞれの前記放熱電極部（35)を結合するように構成してヽることを特徴とする請求項 11なヽし請求項 28の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[30] 前記第 1吸熱電極部材（22)は、前記吸熱電極部（25)と前記吸熱部（26)とを一体に形成するときに、前記吸熱電極部（25)相互が連結部（223)を介して連続的に複数個連結するように形成して、るとともに、

前記第 1放熱電極部材 (32)は、前記放熱電極部（35)と前記放熱部（36)とを一体に形成するときに、前記放熱電極部（35)相互が連結部（323)を介して連続的に複数個連結するように形成して！/ヽることを特徴とする請求項 29に記載の記載の熱電変換装置。

[31] 前記吸熱電極基板 (20)は、前記第 1吸熱電極部材 (22)の外郭と前記第 2絶縁基板（21)との隙間に榭脂材料力もなるシール材を用いてポッティング処理されて、ることを特徴とする請求項 11な、し請求項 30の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[32] 前記熱電素子基板（10)、前記吸熱電極基板 (20)、前記放熱電極基板 (30)、および前記電極基板 (40)は、それぞれのいずれかを複数個に分割し、それらを組み合わせるように構成して、ることを特徴とする請求項 11な、し請求項 31の、ずれか一項に記載の熱電変換装置。

[33] 複数の P型熱電素子（ 12)および複数の N型熱電素子（ 13)と、

隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P型熱電素子（12)とを電気的に接続する吸熱電極部（25)、および吸熱電極部（25)より伝熱される熱を熱交換する吸熱部（26)を有する第 1吸熱電極部材 (22)を絶縁材料力なる第 2絶縁基板 (2 1)に略碁盤目状に複数個配列して構成された吸熱電極基板 (20)と、

隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する放熱電極部（35)、その放熱電極部（35)より伝熱される熱を熱交換する放熱部（36)を有する第 1放熱電極部材 (32)を絶縁材料カゝらなる第 3絶縁基板 (31) に略碁盤目状に複数個配列して構成された放熱電極基板 (30)とを備え、前記吸熱電極部（25)もしくは前記放熱電極部（35)のいずれか一方の一端面に前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを交互に配列してなる熱電素子群を列設させるとともに、前記吸熱電極基板 (20)と前記放熱電極基板 (30)との間に熱電素子群を挟み込んで組み合わせることにより、

前記吸熱電極基板 (20)は、前記吸熱電極部（25)が隣接して配列された前記 N型熱電素子（13)と前記 P型熱電素子（12)とを直列的に接続されるように構成するとともに、前記放熱電極基板 (30)は、前記放熱電極部（35)が隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを直列的に接続されるように構成することを特徴とする熱電変換装置。

[34] 絶縁材料力なる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（ 13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（ 10)と、

平板状の導電性材料から形成され、前記熱電素子基板 (10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する電極部（

25、 35)、およびその電極部（25、 35)より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（

26、 36)を有する電極部材（22、 32)とを備え、

隣接する前記 P型熱電素子（ 12)と前記 N型熱電素子（13)との両端に前記電極部 (25、 35)を直列的に接続するように複数個の前記電極部材 (22、 32)を配設する熱電変換装置であって、

前記電極部材（22、 32)は、絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板（21、 31)に略碁盤目状に複数個仮固定の状態で配置して一体に構成した後に、それぞれの前記電極部 (25、 35)を隣接する前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)との端面に同時に接合させたことを特徴とする熱電変換装置。

[35] 前記電極部材（22、 32)は、前記第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴に接着剤を塗布させ、その基板穴に前記電極部（25、 35)を挿入して前記第 2絶縁基板 ( 21、 31)に仮固定するように構成したことを特徴とする請求項 34に記載の熱電変換装置。

[36] 前記電極部材（22、 32)は、前記第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴に前記電極部（25、 35)を圧入して前記第 2絶縁基板（21、 31)に仮固定するように構成したことを特徴とする請求項 34に記載の熱電変換装置。

[37] P型熱電素子（ 12)および N型熱電素子（ 13)を摘んで、予め設置された絶縁材料からなる第 1絶縁基板（11)に略碁盤目状に形成された基板穴に、前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを交互に複数個配列して熱電素子群を列設する熱電素子基板（10)の組み付け工程と、

平板状の導電性材料に、前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する平面状の電極部（2

5、 35)、およびその電極部（25、 35)より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（2

6、 36)を有する電極部材（22、 32)を一体形成する成形加工工程と、

前記成形加工工程で形成された前記電極部材（22、 32)の前記電極部（25、 35) の背面側を摘んで、予め設置された絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 (21)に略碁盤目状に形成された基板穴に前記電極部（25、 35)を挿入もしくは圧入して仮固定の状態で略碁盤目状に複数個配置する電極部材組み付け工程と、

前記電極部材組み付け工程で組み付けられた前記電極部材（22、 32)の前記電極部（25、 35)を前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（

12)と前記 N型熱電素子（13)との両端に設置し、その後、前記 N型熱電素子（13)との両端と前記電極部（25、 35)とを半田付けで接合する接合工程とを備えることを特徴とする熱電変換装置の製造方法。

[38] 前記電極部材組み付け工程は、前記成形加工工程の末端箇所に配置され、かつ前記成形加工工程で成形された前記電極部材（22、 32)をじかに前記第 2絶縁基板 (21、 31)の基板穴に配置するように構成されていることを特徴とする請求項 37に記載の熱電変換装置の製造方法。

[39] 前記電極部材組み付け工程は、前記第 2絶縁基板 (21、 31)に形成された基板穴に接着剤を塗布させ、その基板穴に前記電極部（25、 35)を挿入して前記第 2絶縁基板（21、 31)に仮固定するように前記電極部材（22, 32)を組み付けたことを特徴とする請求項 37に記載の熱電変換装置の製造方法。

[40] 前記電極部材組み付け工程は、前記第 2絶縁基板 (21、 31)に形成された基板穴に前記電極部（25、 35)を圧入して前記第 2絶縁基板（21、 31)に仮固定するように前記電極部材（22、 32)を組み付けたことを特徴とする請求項 37に記載の熱電変換装置の製造方法。

[41] 前記成形加工工程は、コイル状の板材からせん断、折り曲げ、外形抜きにより前記電極部材（22、 32)を形成することを特徴とする請求項 37に記載の熱電変換装置の製造方法。

[42] 絶縁材料からなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（

13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（ 10)と、

前記熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続するために平面状に形成された電極部（25、 35)、およびその電極部（25、 35) より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する電極部材 (22、 32) を絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 (21、 31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された一対の吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)とを備え、

前記吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)は、前記電極部材 (22、 32)を隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)との両端にそれぞれ前記電極部（25、 35)を介して直列的に接続するように構成し、かつ前記電極部材（22、 32 )を前記第 2絶縁基板（21、 31)に組み付けおよび固定を容易に行なえる形状で形成して前記第 2絶縁基板 (21、 31)に一体構成したことを特徴とする熱電変換装置。

[43] 前記電極部材（22、 32)は、前記電極部（25、 35)と直交する方向の外方に凸状の突起部（22a、 32a)を形成し、その突起部（22a、 32a)を前記第 2絶縁基板（21、 31 )に形成された基板穴（21a、 31a)に圧入して組み付けし、固定することで前記第 2 絶縁基板 (21、 31)に一体構成されたことを特徴とする請求項 42に記載の熱電変換装置。

[44] 前記電極部材（22、 32)は、平板状となる略コの字状に形成し、その開口端を前記第 2絶縁基板 (21、 31)に形成された基板穴（21a、 31a)に挿入し、その後前記第 2 絶縁基板（21、 31)の一端面に沿って折り曲げにより前記電極部（25、 35)を形成して組み付けし、固定することで前記第 2絶縁基板 (21、 31)に一体構成されたことを特徴とする請求項 42に記載の熱電変換装置。

[45] 前記電極部材（22、 32)は、鍔状からなる前記電極部（25、 35)を含んだ略ハット状に形成し、その電極部（25、 35)を前記第 2絶縁基板（21、 31)に形成された基板穴（21a、 31a)に挿入して組み付けおよび固定することで前記第 2絶縁基板（21、 3 1)に一体構成されたことを特徴とする請求項 42に記載の熱電変換装置。

[46] 絶縁材料力なる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（ 13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（ 10)と、

前記熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する電極部（25、 35)、およびその電極部より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26、 36)を有する第 1電極部材 (22、 32)を絶縁材料カゝらなる第 2絶縁基板 ( 21、 31)に略碁盤目状に複数個配列して構成された一対の吸熱 Z放熱電極基板 (2 0、 30)とを備え、

前記吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)は、隣接して配列された前記 P型熱電素子（1 2)と前記 N型熱電素子（13)との両端にそれぞれ前記電極部（25、 35)を直列的に接続するように構成し、かつその電極部（25、 35)と前記 P型熱電素子（12)および前記 N型熱電素子（13)との接合面近傍に前記第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面を配置するように構成したことを特徴とする熱電変換装置。

[47] 前記電極部（25、 35)が低温側となる前記第 1電極部材（22、 32)を構成した一方の前記吸熱 Z放熱電極基板（20、 30)は、前記電極部（25、 35)と前記 P型熱電素子（ 12)および前記 N型熱電素子（13)との接合面近傍に前記第 2絶縁基板 (21, 3 1)の一端面を配置するように構成したことを特徴とする請求項 46に記載の熱電変換装置。

[48] 前記吸熱 Z放熱電極基板 (20、 30)は、前記電極部（25、 35)と前記 P型熱電素子（ 12)および前記 N型熱電素子（13)との接合面が、好ましくは前記第 2絶縁基板 ( 21、 31)の一端面力前記第 2絶縁基板（21、 31)の板厚 (tl)と前記電極部（25、 3 5)の板厚 (t2)とを加算した突き出し寸法 (L)の範囲内に配置されるか、より好ましくは前記第 2絶縁基板 (21、 31)の一端面力内側に配置されることを特徴とする請求項 46または請求項 47に記載の熱電変換装置。

[49] 絶縁材料力なる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（ 13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（ 10)と、

前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続する第 2電極部材（16)と、

前記熱電素子基板（10)の両側に対向して配置され、一方に前記第 2電極部材（16 )より伝熱される熱を吸熱、放熱する熱交換部（26)を有し、金属材料からなる一対の金属基板 (301、 303)とを備え、隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とは、その両端に前記第 2電極部材（16)を介して直列的に接続するとともに、

前記金属基板（301、 303)は、前記第 2電極部材（16)に対向する位置に絶縁材料力なる絶縁層 (305)を形成し、その絶縁層 (305)に前記第 2電極部材（16)を接合するように構成したことを特徴とする熱電変換装置。

[50] 絶縁材料からなる第 1絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（ 13)を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（ 10)と、

隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)の端面と前記 N型熱電素子（13)の端面とを電気的に直列に接続するように配置された平板の電極部材（ 16)と、

前記電極部材（16)と前記熱電素子（12、 13)の端面とが接続された接合面近傍より、その接合面で生じた熱を複数に分けて伝熱するように、前記電極部材（16)に伝熱可能に結合された複数の熱交換部材 (432)とを備えることを特徴とする熱電変換装置。

[51] 前記熱交換部材 (432)は、薄肉の平板状力もなるプレート部材 (432a)もしくは棒状力もなるピン部材 (432b)の、ずれか一方の形状で形成され、前記電極部材（16) の一方の面から延びだしていることを特徴とする請求項 50に記載の熱電変換装置。

[52] 複数の前記熱交換部材 (432)の間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する棒状の絶縁材料力もなる固定部材 (43 la、 431b)を備えることを特徴とする請求項 50 または請求項 51に記載の熱電変換装置。

[53] 複数の前記熱交換部材 (432)の間に配置され、これらの間を電気的に絶縁する平板状の絶縁材料力もなる固定部材 (43 lc、 43 Id)を備えることを特徴とする請求項 5

0から請求項 52のいずれかに記載の熱電変換装置。

[54] 絶縁材料力もなる絶縁基板（11)に、 P型熱電素子（12)および N型熱電素子（13) を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子基板（10) と、

前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12)と前記 N型熱電素子（13)とを電気的に接続するために平面状に形成された電極部（535)、およびその電極部（535)に伝熱可能に形成された熱交換部 (536)を有する電極部材 (532)とを備え、

前記電極部（535)が前記 P型熱電素子（ 12)と前記 N型熱電素子（ 13)とに半田付けで接合されてヽることを特徴とする熱電変換装置。

[55] 前記熱交換部 (536)は、前記電極部（535)の背面側に垂直方向に向けて空間を形成するように配置されていることを特徴とする請求項 54に記載の熱電変換装置。

[56] 前記熱交換部 (536)は、前記電極部（535)力も外方に延出された平面に、ルーバ状、スリット状、オフセット状、フラット状、ピン状のいずれかの形状を成形加工により形成されていることを特徴とする請求項 54または請求項 55に記載の熱電変換装置。

[57] 隣接して配列された P型熱電素子（12)と N型熱電素子（13)とを電気的に接続する平面状の電極部（535)、およびその電極部（535)と熱的に結合された熱交換部 (

526)を有する電極部材（532)を平板状の導電性材料によって形成する成形加工ェ程と、

前記 P型熱電素子（12)および前記 N型熱電素子（13)を摘んで、絶縁材料からなる絶縁基板（11)に予め略碁盤目状に形成された基板穴に、前記 P型熱電素子（12 )と前記 N型熱電素子（13)とを交互に複数個配列して熱電素子群を列設する熱電素子基板（10)の組み付け工程と、

前記成形加工工程で形成された前記電極部材（532)の前記電極部（535)の背面側を摘んで、前記熱電素子基板（10)に隣接して配列された前記 P型熱電素子（12) と前記 N型熱電素子（13)とを接続するように前記電極部（535)を設置し、半田付けで接合する接合工程とを備えることを特徴とする熱電変換装置の製造方法。

[58] 前記熱電素子基板（10)の組み付け工程および前記接合工程は、マウンター装置を用いて実行されることを特徴とする請求項 57に記載の熱電変換装置の製造方法。

[59] 前記成形加工工程は、コイル状にて提供された板状の導電性材料に、せん断、折り曲げ、あるいは外形抜きの成形加工を加えて前記電極部材（532)を形成することを特徴とする請求項 57に記載の熱電変換装置の製造方法。

[60] 前記成形加工工程は、平板状の導電性材料に、前記熱交換部 (536)をエッチング処理で形成し、次に、それに折り曲げ、あるいは外形抜きの成形加工を加えて前記電極部材 (532)を形成することを特徴とする請求項 57に記載の熱電変換装置の製造方法。

前記成形加工工程は、平板状の導電性材料を押し出し加工で断面部を形成し、次にそれを外形抜きにより前記電極部材 (532)を形成することを特徴とする請求項 57 に記載の熱電変換装置の製造方法。