熱電変換モジュール
【課題】熱電変換モジュールの量産性を向上させる。
【解決手段】熱電変換モジュール１は、一対の基板１１，１２と、一方の端部が基板１１配置される第１電極３と電気的に接続され、他方の端部が基板１２に配置される第２電極４と電気的に接続される複数の熱電変換素子２と、熱電変換素子２に電気的に接続される第１電極３を、隣接する熱電変換素子２に電気的に接続される第２電極４に、電気的に接続する接続部５とを備える。接続部５は、第１電極３及び第２電極４の少なくとも何れか一方と別体である。
【解決手段】熱電変換モジュール１は、一対の基板１１，１２と、一方の端部が基板１１配置される第１電極３と電気的に接続され、他方の端部が基板１２に配置される第２電極４と電気的に接続される複数の熱電変換素子２と、熱電変換素子２に電気的に接続される第１電極３を、隣接する熱電変換素子２に電気的に接続される第２電極４に、電気的に接続する接続部５とを備える。接続部５は、第１電極３及び第２電極４の少なくとも何れか一方と別体である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼーベック効果を用いて発電を行ったり、又は、ペルチェ効果を用いて冷却や加熱を行う熱電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方の端部に第１電極を有し、他方の端部に第２電極を有する複数の熱電変換素子を、対向する一対の基板の間に配置した熱電変換モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、熱電変換素子の第１電極と、隣接する熱電変換素子の第２電極とを一体的に接続する接続部を有し、これにより、Ｕ字状のコネクタを構成している。このコネクタは金属板を折り曲げて形成されている。熱電変換モジュールを製造するときには、このＵ字状のコネクタを基板に予め複数固定させておく。そして、熱電変換素子は、このＵ字状のコネクタに横から押し込まれるようにして第１電極と第２電極との間に挿入され、コネクタと接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の熱電変換モジュールは、Ｕ字状のコネクタに熱電変換素子を押し込む必要があるため、組み立て難く量産性が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、量産性を向上させた熱電変換モジュールとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、一対の基板と、一方の端部が前記基板の一方に配置される第１電極と電気的に接続され、他方の端部が前記基板の他方に配置される第２電極と電気的に接続される複数の熱電変換素子と、前記熱電変換素子に電気的に接続される前記第１電極を、隣接する前記熱電変換素子に電気的に接続される第２電極に、電気的に接続する接続部と、を備える熱電変換モジュールにおいて、前記接続部は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも何れか一方と別体であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、接続部が別体であるため、第１電極と第２電極の何れか一方に熱電変換素子の一端を電気的に接続させた後、第１電極と第２電極の何れか他方を熱電変換素子の他端に電気的に接続させると共に、隣接する熱電変換素子に電気的に接続される電極に、接続部を介して接続することができる。また、従来の熱電変換モジュールのように熱電変換素子をＵ字状のコネクタに押し込む必要がないため、全ての部品を同一方向から設置して組み立てることができる。従って、本発明の熱電変換モジュールによれば、量産性の向上を図ることができる。
【０００９】
また、本発明においては、第１電極及び前記第２電極を、熱電変換素子と電気的に接続される素子配置部と、当該素子配置部から基板に沿って突出する突片部とを備えるものとし、接続部を、棒状又は板状とすると共に、電極の突片部に設けられた接続穴に挿入して第１電極及び第２電極と電気的に接続し、基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、熱電変換素子は、基板上にＸ軸方向に複数並べられた素子列を構成すると共に、この素子列はＹ軸方向に複数並べられ、各素子列の熱電変換素子は千鳥状に配置され、電気を取り出す端子が設けられた素子列の該端子が配置される側の基板には、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置され、Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、素子配置部のＸ軸方向側に接続穴が配置され、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された素子列に隣接する素子列の電極の接続穴は、素子配置部のＹ軸方向側に配置されるように構成することができる。
【００１０】
これによれば、接続部が棒状又は板状であるため、比較的剛性が高くなり、第１電極及び第２電極の接続穴への挿入が容易となる。従って、熱電変換モジュールの量産性を更に向上させることができる。
【００１１】
また、Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、その素子配置部と突片部とがＸ軸方向に位置するように配置されると共に、突片部は、千鳥状に配置された熱電変換素子を避けるようにして、同一素子列内の隣接する電極の素子配置部のＹ軸方向側に配置される。また、この素子列に隣接する素子列における同一基板上の電極は、素子配置部と突片部とがＹ軸方向側に位置するように構成している。
【００１２】
従って、この熱電変換モジュールにおいては、Ｘ軸方向に配置する熱電変換素子を増やすことができ、熱電変換モジュール全体として単位面積当たりの熱電変換素子の専有面積（素子密度）を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明においては、素子列はＹ軸方向に偶数列並べられ、両基板に配置される第１電極及び第２電極は、Ｙ軸方向に対称となるように基板上に配置されることにより、対応する基板に同一に配置されることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、第１電極と第２電極との基板上の配置形状を同一とすることができ、第１電極を備える基板と、第２電極を備える基板とを同一に製造することができる。従って、本発明の熱電変換モジュールによれば、更に量産性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明においては、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された素子列に隣接する素子列の電極を、矩形状とすると共に、突片部の先端の両角部の少なくとも一方を切り欠くことが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、矩形状の電極の突片部の切り欠かれた部分によって、素子配置部と突片部とを明確に見分けることができ、基板に誤って逆に配置することを防止することができる。また、素子配置部の角部を切り欠くことも考えられるが、これでは素子配置部の熱電変換素子の接触面積が減少してしまう。上述の如く突片部の先端角部を切り欠くことにより、熱電変換素子の配置面積を減少させることなく、矩形状の電極を基板に誤って配置することを防止できる。
【００１７】
また、本発明においては、基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、熱電変換素子は、基板上にＸ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、この素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、熱電変換素子は、隣接する素子列の間でＸ軸方向に位置をずらして配置され、第１電極又は前記第２電極の何れか一方は、熱電変換による電流の流れる電流経路において、隣接する素子列を接続する列間接続電極がＬ字状に形成され、列間接続電極は、熱電変換素子が電気的に接続される素子配置部と、素子配置部から基板に沿って突出し、接続部が設けられる突片部とを備え、突片部は、素子配置部よりも幅が狭く、突片部と隣接する素子列の熱電変換素子がずれることによって空いたスペースに配置されるように構成してもよい。
【００１８】
これによれば、量産性を向上させると共に、基板上の単位面積当たりの熱電変換素子の専有面積（素子密度）を比較的大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の熱電変換モジュールの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】第１実施形態の熱電変換モジュールを分解して示す斜視図。
【図３】第１実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図４】本発明の熱電変換モジュールの第２実施形態を示す斜視図。
【図５】第２実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図６】本発明の熱電変換モジュールの第３実施形態を示す斜視図。
【図７】第３実施形態の熱電変換モジュールの下方の基板に配置された電極を示す説明図。
【図８】第３実施形態の熱電変換モジュールの上方の基板に配置された電極を示す説明図。
【図９】本発明の熱電変換モジュールの第４実施形態を示す斜視図。
【図１０】第４実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図１１】第５実施形態の熱電変換モジュールの電極の配置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態の熱電変換モジュールを説明する。図１に示す第１実施形態の熱電変換モジュール１は、酸化アルミニウムで成形された絶縁性を有する一対の基板１１，１２を備える。図１及び図２では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。後述する図４、図６、図９についても同様である。
【００２１】
各基板１１，１２の対向する側の面には、Ｎｉ板からなる第１電極３及び第２電極４が夫々複数設けられている。両電極３，４間には、Ｍｇ２Ｓｉ製のｎ形の熱電変換素子２が配置されている。
【００２２】
従来、熱電変換素子の材料としては、ＢｉＴｅ系、ＰｂＴｅ系、ＣｏＳｂ系のものが使用されているが、何れも人体への有害性（有害化が危惧されるものを含む）を有するものであり、また、高価である。これに対し、Ｍｇ２Ｓｉは、人体に無害であり環境負荷が小さく、また、資源が豊富であり安価である。また、Ｍｇ２Ｓｉは、比重が軽いため、非常に軽い熱電変換素子２を成形することができる。このため、近年、熱電変換素子の材料として、Ｍｇ２Ｓｉが注目されている。
【００２３】
尚、基板１１，１２は、酸化アルミニウムに限らず、他の材料で成形してもよい。また、電極３，４は、Ｎｉに限らず、他の材料のものを用いてもよい。
【００２４】
熱電変換素子２の一端は第１電極３に接合され、他端は第２電極４に接合される。接合方法としては、半田付、ろう付等のろう接、或いは銀ペースト等の導電性接着剤による接着、拡散接合を用いることができ、熱電変換モジュールの用途等に応じて適宜選択して接合する。
【００２５】
ろう接により接合する場合には、ろう（半田）を熱電変換素子２の両端部に予めペーストしておいてもよい。熱電変換素子２の表面は細かい凹凸を有する面となっているが、ろう（半田）や銀ペースト等で表面の凹凸を覆うことにより平滑な面とすることができ、これにより、熱電変換素子２と電極３，４との接合状態が良好となり、優れた導電性を確保できる。
【００２６】
第１電極３及び第２電極４は、熱電変換素子２を配置する素子配置部３１，４１と、素子配置部３１，４１から基板１１，１２に沿って突出する突片部３２，４２とを備える。
【００２７】
突片部３２，４２には、円柱形棒状の接続部５が挿入される接続穴３２ａ，４２ａが夫々設けられている。接続部５は、第１電極３に設けられた接続穴３２ａと、この熱電変換素子２に隣接する他の第２電極４に設けられた接続穴４２ａとに挿入されて、両電極３，４を電気的に接続する。なお、接続部５は、電極３，４と同様にＮｉを用いているが、これに限らず、他の金属を用いてもよい。
【００２８】
接続穴３２ａ，４２ａの挿入側の縁部は、テーパー状に形成されており、接続部５を接続穴３２ａ，４２ａに挿入し易くしている。尚、接続部５は、円柱形棒状に限られるものではなく、四角柱などの多角柱棒状でもよく、また、板状に構成してもよい。また、接続穴３２ａ，４２ａの挿入側の縁部のテーパーは設けなくてもよい。
【００２９】
このように、剛性の強い棒や板状で接続部５を構成することにより、電極３，４の接続穴３２ａ，４２ａに接続部５挿入し易くすることができる。また、接続部５と接続穴３２ａ，４２ａとは、半田付、ろう付等のろう接で電気的に接続してもよく、また、接続部５の端部にローレット加工を施し、接続部５を接続穴３２ａ，４２ａに圧入してもよい。
【００３０】
ここで、基板１１，１２の表面に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸とする。図３においては、横方向がＸ軸方向、縦方向がＹ軸方向となる。熱電変換素子２は、基板１１，１２上にＸ軸方向に複数並べられた素子列６を構成する。この素子列６は、Ｙ軸方向に複数並べられる。各素子列６において、熱電変換素子２は千鳥状に配置される。電気を取り出す入出力用の端子７が設けられた素子列６の端子７が配置される側の基板１１，１２には、Ｌ字状の第１電極３又は第２電極４が配置される。このＬ字状の第１電極３又は第２電極４をＬ字電極８と定義する。
【００３１】
Ｌ字状の電極３，４が配置された素子列６を第１素子列６１とし、この第１素子列６１に隣接する素子列６を第２素子列６２とする。第２素子列６２の電極３，４は、熱電変換素子２のＹ軸方向に接続穴３２ａ，４２ａが配置される矩形状（長方形状）の電極３，４を備える。この矩形状（長方形状）の電極３，４を矩形電極９と定義する。
【００３２】
端子７は、素子配置部７ａから基板１１，１２の外に大きく突出した長方形状に形成されている。また、突片部３２，４２の先端の２つの角部には、斜めに切り欠かれた切欠部３２ｂ，４２ｂが設けられている。この切欠部３２ｂ，４２ｂによって、素子配置部３１，４１と突片部３２，４２とを明確に見分けることができ、基板１１，１２に誤って逆に配置することを防止することができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、突片部３２，４２の先端の２つの角部の両方に切欠部３２ｂ，４２ｂを設けているが、本発明の切欠部はこれに限らない。例えば、切欠部は、各突片部３２，４２の先端の２つの角部のうち一方にのみ設けてもよい。また、本実施形態においては、切欠部３２ｂ，４２ｂとして、直線状に斜めに切り欠いたものを図示しているが、切欠部は曲線上に切り欠いて形成してもよい。
【００３４】
また、素子配置部３１，４１の角部を切り欠くことも考えられるが、これでは素子配置部３１，４１の熱電変換素子２の接触面積が減少してしまう。上述の如く突片部３２，４２の先端角部に切欠部３２ｂ，４２ｂを設けることにより、熱電変換素子２の配置面積を減少させることなく、矩形電極９を基板１１，１２に誤って配置することを防止できる。
【００３５】
第１素子列６１のＬ字電極８の突片部３２，４２は、素子配置部３１，４１に対してＸ軸方向に突出している。第１素子列６１のＬ字電極８の接続穴３２ａ，４２ａは、同一素子列６内で隣接するＬ字電極８の素子配置部３１，４１のＹ軸方向側に位置するように突片部３２，４２に設けられている。隣接するＬ字電極８同士は、Ｙ軸方向に反転させて交互に配置されている。
【００３６】
第２素子列６２の矩形電極９の突片部３２，４２は、素子配置部３１，４１に対してＹ軸方向に突出している。隣接する矩形電極９同士は、Ｙ軸方向に反転させて交互に配置されている。
【００３７】
素子列６は、第１素子列６１と第２素子列６２とを交互に、Ｙ軸方向に偶数列、本実施形態では２列並べられる。第１電極３と第２電極４とは、対応する基板に同一に配置されている。
【００３８】
また、両基板１１，１２には、隣接する素子列６間を直列に接続すべく、列間接続電極１０とを備える。列間接続電極１０は、矩形電極９と同様の形状に構成されたもので、矩形電極９よりもＹ軸方向に若干長く形成されている。また、列間接続電極１０も、矩形電極９と同様に、素子配置部１０１と、素子配置部１０１から隣接する第１素子列６１のＬ字電極８に向かって突出する突片部１０２と、突片部１０２に穿設された接続穴１０２ａとを備える。接続穴１０２ａは両素子列６１，６２の間の中央に位置するように設けられている。
【００３９】
これにより、下方に位置する基板１１に配置される第１電極３と、上方に位置する基板１２に配置される第２電極４とを同一に構成し、一方を反転させて電極３，４同士が向かい合うように配置することで、両基板１１，１２及び両電極３，４を形成することができる。従って、第１実施形態の熱電変換モジュール１によれば、従来品に比べて量産性を向上させることができる。
【００４０】
尚、第１実施形態の熱電変換素子２は、図２に四角柱状のものを示したが、これに限らず、他の形状、例えば、円柱状としてもよい。
【００４１】
次に、第１実施形態の熱電変換モジュール１の作動について説明する。熱電変換モジュール１の基板１２を熱源に取付け、基板１１を冷却させると、熱電変換素子２の両端で温度差が生じ、ゼーベック効果により電流が流れて発電する。このとき、発電し続ける為には、熱電変換素子２の両端で所定の温度差が維持され続ける必要があるが、第１実施形態では、熱電変換素子２の材料として熱伝導率の小さいＭｇ２Ｓｉを用いているため、温度差を良好に維持することができる。
【００４２】
第１実施形態の熱電変換モジュール１によれば、接続部５が電極３，４と別体であるため、基板１１に固定した第１電極３に熱電変換素子２の一端を電気的に接続させた後、基板１２に固定した第２電極４を熱電変換素子２の他端に電気的に接続させると共に、隣接する熱電変換素子２の間で第１電極３と第２電極４とが電気的に接続されるように、両電極３，４の接続穴３２ａ，４２ａに接続部５を接続することができる。従って、従来の熱電変換モジュールのように熱電変換素子をＵ字状のコネクタに押し込む必要がなく、熱電変換モジュールの量産性が向上される。また、複数の熱電変換素子２及び接続部５を上下の基板１１，１２で同時に挟み込むようにして組み付けて接合してもよい。
【００４３】
尚、第１実施形態においては、熱電変換素子２をＭｇ２Ｓｉで成形しているが、これに限られない。例えば、Ｓｂ−Ｔｅ系およびＢｉ−Ｓｅ系を含めたＢｉ−Ｔｅ系、Ｓｎ−Ｔｅ系およびＧｅ−Ｔｅ系を含めたＰｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｍｎ−Ｓｉ系、Ｚｎ−Ｓｂ系、カルコゲナイト、スクッテルダイト、フィルドスクッテルダイト、炭化ホウ素、層状コバルト酸化物等の任意の熱電変換材料を用いることができる。また、熱電変換素子２はｎ形に限らず、ｐ形のものを用いてもよい。また、Ｍｇ２Ｓｉは、高純度である必要はなく、例えば、研削・研磨加工時に排出される廃シリコーンスラッジを利用して得られるものであってもよい。
【００４４】
また、熱電変換素子２の両端部に、電極との接触抵抗を低減させるべく、接合層を設けてもよい。接合層は熱電変換素子と一体的に形成することもできる。また、接合層及び電極は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ等、および、これらからなる合金等の任意の材料用いることができる。
【００４５】
また、第１においては、ゼーベック効果を用いた発電用の熱電変換モジュール１を説明したが、本発明の熱電変換モジュールは、ペルチェ効果を用いて冷却又は加熱するものにも同様に用いることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、図４及び図５を参照して、第２実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図４では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００４７】
第２実施形態の熱電変換モジュール１は、１つの素子列６のＸ軸方向に並ぶ熱電変換素子２を１つ減らした４つとすると共に、素子列６をＹ軸方向に４つ並べたものである。中央に位置する２つの素子列６は、Ｌ字状の列間接続電極１０により電気的に接続される。他の構成は、第１実施形態と同一である。
【００４８】
第２実施形態から明らかなように、第１実施形態の熱電変換モジュールを１つの構成単位として、素子列６をＹ軸方向に偶数列となれば何列でも配置することができる。また、Ｘ軸方向に関しても、素子列６の熱電変換素子はいくつでも構成することができる。
【００４９】
従って、熱電変換モジュール１の大きさを変更することが比較的容易となる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
次に、図６から図８を参照して、本発明の第３実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図６では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００５１】
第３実施形態の熱電変換モジュール１の熱電変換素子２は、隣接する素子列６の間でＸ軸方向に位置をずらして配置される。図７に示されるように、下方の基板１１に配置される第１電極３は、全て矩形状（長方形状）の同一形状に形成されている。そして、第１電極３の接続穴３２ａは、全て素子配置部３１のＸ軸方向に配置されている。隣接する素子列６では、素子配置部３１と接続穴３２ａとの配置がＸ軸方向で逆転するように構成されている。
【００５２】
また、図８に示されるように、第２電極４も、全て矩形状（長方形状）に形成されている。但し、上方の基板１２においては、隣接する素子列６を接続する列間接続電極１０がＬ字状に形成されている。列間接続電極１０は、熱電変換素子２が電気的に接続される素子配置部１０１と、接続穴１０２ａが設けられる突片部１０２とを備える。突片部１０２は、素子配置部１０１よりもＸ軸方向の幅が狭く、突片部１０２が隣接する素子列６の熱電変換素子２がずれることによって空くスペースに配置される。
【００５３】
第３実施形態の熱電変換モジュール１によれば、接続部５が電極３，４と別体であるため、従来のようにＵ字状のコネクタに熱電変換素子を横から押し込む必要がなく、量産性を向上させることができる。
【００５４】
また、素子配置部３１，４１と突片部３２，４２とがＸ軸方向に配置されているため、素子列６の間の隙間を小さくすることができる。従って、基板１１，１２の単位面積当たりの熱電変換素子２の専有面積（素子密度）を向上させることができる。
【００５５】
＜第４実施形態＞
次に、図９及び図１０を参照して、第４実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図９では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００５６】
第４実施形態の熱電変換モジュール１は、第３実施形態の列間接続電極１０を第１電極３と同一形状で構成して、一対の基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４を上下ともに同一形状に形成したものである。両基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４が同一形状であるため、第１実施形態及び第２実施形態と同様に量産性に優れる。
【００５７】
ただし、第３実施形態と比べて、素子列６のＹ軸方向の隙間が大きくなってしまうため、単位面積当たりの熱電変換素子２の専有面積（素子密度）は、第３実施形態ものもよりも劣る。
【００５８】
＜第５実施形態＞
次に、図１１を参照して、第５実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。図１１は、第５実施形態の熱電変換モジュール１の基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４を示したものである。第５実施形態の熱電変換モジュール１は、第１実施形態の矩形電極９及び列間接続電極１０もＬ字状の電極としたものであり、他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５９】
第５実施形態の熱電変換モジュール１によれば、端子７及び列間接続電極１０を除き全ての電極３，４を同一形状とすることができ、量産性を更に高められる可能性がある。
【符号の説明】
【００６０】
１…熱電変換モジュール、 １１，１２…基板、 ２…熱電変換素子、 ３…第１電極、 ３１…素子配置部、 ３２…突片部、 ３２ａ…接続穴、 ４…第２電極、 ４１…素子配置部、 ４２…突片部、 ４２ａ…接続穴、 ５…接続部、６…素子列、 ６１…第１素子列、 ６２…第２素子列、 ７…端子、 ８…Ｌ字電極、 ９…矩形電極、 １０…列間接続電極。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゼーベック効果を用いて発電を行ったり、又は、ペルチェ効果を用いて冷却や加熱を行う熱電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一方の端部に第１電極を有し、他方の端部に第２電極を有する複数の熱電変換素子を、対向する一対の基板の間に配置した熱電変換モジュールが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１のものでは、熱電変換素子の第１電極と、隣接する熱電変換素子の第２電極とを一体的に接続する接続部を有し、これにより、Ｕ字状のコネクタを構成している。このコネクタは金属板を折り曲げて形成されている。熱電変換モジュールを製造するときには、このＵ字状のコネクタを基板に予め複数固定させておく。そして、熱電変換素子は、このＵ字状のコネクタに横から押し込まれるようにして第１電極と第２電極との間に挿入され、コネクタと接続される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１７６９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の熱電変換モジュールは、Ｕ字状のコネクタに熱電変換素子を押し込む必要があるため、組み立て難く量産性が低いという問題がある。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑み、量産性を向上させた熱電変換モジュールとを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、本発明は、一対の基板と、一方の端部が前記基板の一方に配置される第１電極と電気的に接続され、他方の端部が前記基板の他方に配置される第２電極と電気的に接続される複数の熱電変換素子と、前記熱電変換素子に電気的に接続される前記第１電極を、隣接する前記熱電変換素子に電気的に接続される第２電極に、電気的に接続する接続部と、を備える熱電変換モジュールにおいて、前記接続部は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも何れか一方と別体であることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、接続部が別体であるため、第１電極と第２電極の何れか一方に熱電変換素子の一端を電気的に接続させた後、第１電極と第２電極の何れか他方を熱電変換素子の他端に電気的に接続させると共に、隣接する熱電変換素子に電気的に接続される電極に、接続部を介して接続することができる。また、従来の熱電変換モジュールのように熱電変換素子をＵ字状のコネクタに押し込む必要がないため、全ての部品を同一方向から設置して組み立てることができる。従って、本発明の熱電変換モジュールによれば、量産性の向上を図ることができる。
【０００９】
また、本発明においては、第１電極及び前記第２電極を、熱電変換素子と電気的に接続される素子配置部と、当該素子配置部から基板に沿って突出する突片部とを備えるものとし、接続部を、棒状又は板状とすると共に、電極の突片部に設けられた接続穴に挿入して第１電極及び第２電極と電気的に接続し、基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、熱電変換素子は、基板上にＸ軸方向に複数並べられた素子列を構成すると共に、この素子列はＹ軸方向に複数並べられ、各素子列の熱電変換素子は千鳥状に配置され、電気を取り出す端子が設けられた素子列の該端子が配置される側の基板には、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置され、Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、素子配置部のＸ軸方向側に接続穴が配置され、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された素子列に隣接する素子列の電極の接続穴は、素子配置部のＹ軸方向側に配置されるように構成することができる。
【００１０】
これによれば、接続部が棒状又は板状であるため、比較的剛性が高くなり、第１電極及び第２電極の接続穴への挿入が容易となる。従って、熱電変換モジュールの量産性を更に向上させることができる。
【００１１】
また、Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、その素子配置部と突片部とがＸ軸方向に位置するように配置されると共に、突片部は、千鳥状に配置された熱電変換素子を避けるようにして、同一素子列内の隣接する電極の素子配置部のＹ軸方向側に配置される。また、この素子列に隣接する素子列における同一基板上の電極は、素子配置部と突片部とがＹ軸方向側に位置するように構成している。
【００１２】
従って、この熱電変換モジュールにおいては、Ｘ軸方向に配置する熱電変換素子を増やすことができ、熱電変換モジュール全体として単位面積当たりの熱電変換素子の専有面積（素子密度）を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明においては、素子列はＹ軸方向に偶数列並べられ、両基板に配置される第１電極及び第２電極は、Ｙ軸方向に対称となるように基板上に配置されることにより、対応する基板に同一に配置されることが好ましい。
【００１４】
かかる構成によれば、第１電極と第２電極との基板上の配置形状を同一とすることができ、第１電極を備える基板と、第２電極を備える基板とを同一に製造することができる。従って、本発明の熱電変換モジュールによれば、更に量産性を高めることができる。
【００１５】
また、本発明においては、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された素子列に隣接する素子列の電極を、矩形状とすると共に、突片部の先端の両角部の少なくとも一方を切り欠くことが好ましい。
【００１６】
かかる構成によれば、矩形状の電極の突片部の切り欠かれた部分によって、素子配置部と突片部とを明確に見分けることができ、基板に誤って逆に配置することを防止することができる。また、素子配置部の角部を切り欠くことも考えられるが、これでは素子配置部の熱電変換素子の接触面積が減少してしまう。上述の如く突片部の先端角部を切り欠くことにより、熱電変換素子の配置面積を減少させることなく、矩形状の電極を基板に誤って配置することを防止できる。
【００１７】
また、本発明においては、基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、熱電変換素子は、基板上にＸ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、この素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、熱電変換素子は、隣接する素子列の間でＸ軸方向に位置をずらして配置され、第１電極又は前記第２電極の何れか一方は、熱電変換による電流の流れる電流経路において、隣接する素子列を接続する列間接続電極がＬ字状に形成され、列間接続電極は、熱電変換素子が電気的に接続される素子配置部と、素子配置部から基板に沿って突出し、接続部が設けられる突片部とを備え、突片部は、素子配置部よりも幅が狭く、突片部と隣接する素子列の熱電変換素子がずれることによって空いたスペースに配置されるように構成してもよい。
【００１８】
これによれば、量産性を向上させると共に、基板上の単位面積当たりの熱電変換素子の専有面積（素子密度）を比較的大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の熱電変換モジュールの第１実施形態を示す斜視図。
【図２】第１実施形態の熱電変換モジュールを分解して示す斜視図。
【図３】第１実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図４】本発明の熱電変換モジュールの第２実施形態を示す斜視図。
【図５】第２実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図６】本発明の熱電変換モジュールの第３実施形態を示す斜視図。
【図７】第３実施形態の熱電変換モジュールの下方の基板に配置された電極を示す説明図。
【図８】第３実施形態の熱電変換モジュールの上方の基板に配置された電極を示す説明図。
【図９】本発明の熱電変換モジュールの第４実施形態を示す斜視図。
【図１０】第４実施形態の電極の配置を示す説明図。
【図１１】第５実施形態の熱電変換モジュールの電極の配置を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
＜第１実施形態＞
図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態の熱電変換モジュールを説明する。図１に示す第１実施形態の熱電変換モジュール１は、酸化アルミニウムで成形された絶縁性を有する一対の基板１１，１２を備える。図１及び図２では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。後述する図４、図６、図９についても同様である。
【００２１】
各基板１１，１２の対向する側の面には、Ｎｉ板からなる第１電極３及び第２電極４が夫々複数設けられている。両電極３，４間には、Ｍｇ２Ｓｉ製のｎ形の熱電変換素子２が配置されている。
【００２２】
従来、熱電変換素子の材料としては、ＢｉＴｅ系、ＰｂＴｅ系、ＣｏＳｂ系のものが使用されているが、何れも人体への有害性（有害化が危惧されるものを含む）を有するものであり、また、高価である。これに対し、Ｍｇ２Ｓｉは、人体に無害であり環境負荷が小さく、また、資源が豊富であり安価である。また、Ｍｇ２Ｓｉは、比重が軽いため、非常に軽い熱電変換素子２を成形することができる。このため、近年、熱電変換素子の材料として、Ｍｇ２Ｓｉが注目されている。
【００２３】
尚、基板１１，１２は、酸化アルミニウムに限らず、他の材料で成形してもよい。また、電極３，４は、Ｎｉに限らず、他の材料のものを用いてもよい。
【００２４】
熱電変換素子２の一端は第１電極３に接合され、他端は第２電極４に接合される。接合方法としては、半田付、ろう付等のろう接、或いは銀ペースト等の導電性接着剤による接着、拡散接合を用いることができ、熱電変換モジュールの用途等に応じて適宜選択して接合する。
【００２５】
ろう接により接合する場合には、ろう（半田）を熱電変換素子２の両端部に予めペーストしておいてもよい。熱電変換素子２の表面は細かい凹凸を有する面となっているが、ろう（半田）や銀ペースト等で表面の凹凸を覆うことにより平滑な面とすることができ、これにより、熱電変換素子２と電極３，４との接合状態が良好となり、優れた導電性を確保できる。
【００２６】
第１電極３及び第２電極４は、熱電変換素子２を配置する素子配置部３１，４１と、素子配置部３１，４１から基板１１，１２に沿って突出する突片部３２，４２とを備える。
【００２７】
突片部３２，４２には、円柱形棒状の接続部５が挿入される接続穴３２ａ，４２ａが夫々設けられている。接続部５は、第１電極３に設けられた接続穴３２ａと、この熱電変換素子２に隣接する他の第２電極４に設けられた接続穴４２ａとに挿入されて、両電極３，４を電気的に接続する。なお、接続部５は、電極３，４と同様にＮｉを用いているが、これに限らず、他の金属を用いてもよい。
【００２８】
接続穴３２ａ，４２ａの挿入側の縁部は、テーパー状に形成されており、接続部５を接続穴３２ａ，４２ａに挿入し易くしている。尚、接続部５は、円柱形棒状に限られるものではなく、四角柱などの多角柱棒状でもよく、また、板状に構成してもよい。また、接続穴３２ａ，４２ａの挿入側の縁部のテーパーは設けなくてもよい。
【００２９】
このように、剛性の強い棒や板状で接続部５を構成することにより、電極３，４の接続穴３２ａ，４２ａに接続部５挿入し易くすることができる。また、接続部５と接続穴３２ａ，４２ａとは、半田付、ろう付等のろう接で電気的に接続してもよく、また、接続部５の端部にローレット加工を施し、接続部５を接続穴３２ａ，４２ａに圧入してもよい。
【００３０】
ここで、基板１１，１２の表面に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸とする。図３においては、横方向がＸ軸方向、縦方向がＹ軸方向となる。熱電変換素子２は、基板１１，１２上にＸ軸方向に複数並べられた素子列６を構成する。この素子列６は、Ｙ軸方向に複数並べられる。各素子列６において、熱電変換素子２は千鳥状に配置される。電気を取り出す入出力用の端子７が設けられた素子列６の端子７が配置される側の基板１１，１２には、Ｌ字状の第１電極３又は第２電極４が配置される。このＬ字状の第１電極３又は第２電極４をＬ字電極８と定義する。
【００３１】
Ｌ字状の電極３，４が配置された素子列６を第１素子列６１とし、この第１素子列６１に隣接する素子列６を第２素子列６２とする。第２素子列６２の電極３，４は、熱電変換素子２のＹ軸方向に接続穴３２ａ，４２ａが配置される矩形状（長方形状）の電極３，４を備える。この矩形状（長方形状）の電極３，４を矩形電極９と定義する。
【００３２】
端子７は、素子配置部７ａから基板１１，１２の外に大きく突出した長方形状に形成されている。また、突片部３２，４２の先端の２つの角部には、斜めに切り欠かれた切欠部３２ｂ，４２ｂが設けられている。この切欠部３２ｂ，４２ｂによって、素子配置部３１，４１と突片部３２，４２とを明確に見分けることができ、基板１１，１２に誤って逆に配置することを防止することができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、突片部３２，４２の先端の２つの角部の両方に切欠部３２ｂ，４２ｂを設けているが、本発明の切欠部はこれに限らない。例えば、切欠部は、各突片部３２，４２の先端の２つの角部のうち一方にのみ設けてもよい。また、本実施形態においては、切欠部３２ｂ，４２ｂとして、直線状に斜めに切り欠いたものを図示しているが、切欠部は曲線上に切り欠いて形成してもよい。
【００３４】
また、素子配置部３１，４１の角部を切り欠くことも考えられるが、これでは素子配置部３１，４１の熱電変換素子２の接触面積が減少してしまう。上述の如く突片部３２，４２の先端角部に切欠部３２ｂ，４２ｂを設けることにより、熱電変換素子２の配置面積を減少させることなく、矩形電極９を基板１１，１２に誤って配置することを防止できる。
【００３５】
第１素子列６１のＬ字電極８の突片部３２，４２は、素子配置部３１，４１に対してＸ軸方向に突出している。第１素子列６１のＬ字電極８の接続穴３２ａ，４２ａは、同一素子列６内で隣接するＬ字電極８の素子配置部３１，４１のＹ軸方向側に位置するように突片部３２，４２に設けられている。隣接するＬ字電極８同士は、Ｙ軸方向に反転させて交互に配置されている。
【００３６】
第２素子列６２の矩形電極９の突片部３２，４２は、素子配置部３１，４１に対してＹ軸方向に突出している。隣接する矩形電極９同士は、Ｙ軸方向に反転させて交互に配置されている。
【００３７】
素子列６は、第１素子列６１と第２素子列６２とを交互に、Ｙ軸方向に偶数列、本実施形態では２列並べられる。第１電極３と第２電極４とは、対応する基板に同一に配置されている。
【００３８】
また、両基板１１，１２には、隣接する素子列６間を直列に接続すべく、列間接続電極１０とを備える。列間接続電極１０は、矩形電極９と同様の形状に構成されたもので、矩形電極９よりもＹ軸方向に若干長く形成されている。また、列間接続電極１０も、矩形電極９と同様に、素子配置部１０１と、素子配置部１０１から隣接する第１素子列６１のＬ字電極８に向かって突出する突片部１０２と、突片部１０２に穿設された接続穴１０２ａとを備える。接続穴１０２ａは両素子列６１，６２の間の中央に位置するように設けられている。
【００３９】
これにより、下方に位置する基板１１に配置される第１電極３と、上方に位置する基板１２に配置される第２電極４とを同一に構成し、一方を反転させて電極３，４同士が向かい合うように配置することで、両基板１１，１２及び両電極３，４を形成することができる。従って、第１実施形態の熱電変換モジュール１によれば、従来品に比べて量産性を向上させることができる。
【００４０】
尚、第１実施形態の熱電変換素子２は、図２に四角柱状のものを示したが、これに限らず、他の形状、例えば、円柱状としてもよい。
【００４１】
次に、第１実施形態の熱電変換モジュール１の作動について説明する。熱電変換モジュール１の基板１２を熱源に取付け、基板１１を冷却させると、熱電変換素子２の両端で温度差が生じ、ゼーベック効果により電流が流れて発電する。このとき、発電し続ける為には、熱電変換素子２の両端で所定の温度差が維持され続ける必要があるが、第１実施形態では、熱電変換素子２の材料として熱伝導率の小さいＭｇ２Ｓｉを用いているため、温度差を良好に維持することができる。
【００４２】
第１実施形態の熱電変換モジュール１によれば、接続部５が電極３，４と別体であるため、基板１１に固定した第１電極３に熱電変換素子２の一端を電気的に接続させた後、基板１２に固定した第２電極４を熱電変換素子２の他端に電気的に接続させると共に、隣接する熱電変換素子２の間で第１電極３と第２電極４とが電気的に接続されるように、両電極３，４の接続穴３２ａ，４２ａに接続部５を接続することができる。従って、従来の熱電変換モジュールのように熱電変換素子をＵ字状のコネクタに押し込む必要がなく、熱電変換モジュールの量産性が向上される。また、複数の熱電変換素子２及び接続部５を上下の基板１１，１２で同時に挟み込むようにして組み付けて接合してもよい。
【００４３】
尚、第１実施形態においては、熱電変換素子２をＭｇ２Ｓｉで成形しているが、これに限られない。例えば、Ｓｂ−Ｔｅ系およびＢｉ−Ｓｅ系を含めたＢｉ−Ｔｅ系、Ｓｎ−Ｔｅ系およびＧｅ−Ｔｅ系を含めたＰｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｓｂ−Ｔｅ系、Ａｇ−Ｓｂ−Ｇｅ−Ｔｅ系、Ｓｉ−Ｇｅ系、Ｆｅ−Ｓｉ系、Ｍｎ−Ｓｉ系、Ｚｎ−Ｓｂ系、カルコゲナイト、スクッテルダイト、フィルドスクッテルダイト、炭化ホウ素、層状コバルト酸化物等の任意の熱電変換材料を用いることができる。また、熱電変換素子２はｎ形に限らず、ｐ形のものを用いてもよい。また、Ｍｇ２Ｓｉは、高純度である必要はなく、例えば、研削・研磨加工時に排出される廃シリコーンスラッジを利用して得られるものであってもよい。
【００４４】
また、熱電変換素子２の両端部に、電極との接触抵抗を低減させるべく、接合層を設けてもよい。接合層は熱電変換素子と一体的に形成することもできる。また、接合層及び電極は、Ｎｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｗ、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｐｄ等、および、これらからなる合金等の任意の材料用いることができる。
【００４５】
また、第１においては、ゼーベック効果を用いた発電用の熱電変換モジュール１を説明したが、本発明の熱電変換モジュールは、ペルチェ効果を用いて冷却又は加熱するものにも同様に用いることができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
次に、図４及び図５を参照して、第２実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図４では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００４７】
第２実施形態の熱電変換モジュール１は、１つの素子列６のＸ軸方向に並ぶ熱電変換素子２を１つ減らした４つとすると共に、素子列６をＹ軸方向に４つ並べたものである。中央に位置する２つの素子列６は、Ｌ字状の列間接続電極１０により電気的に接続される。他の構成は、第１実施形態と同一である。
【００４８】
第２実施形態から明らかなように、第１実施形態の熱電変換モジュールを１つの構成単位として、素子列６をＹ軸方向に偶数列となれば何列でも配置することができる。また、Ｘ軸方向に関しても、素子列６の熱電変換素子はいくつでも構成することができる。
【００４９】
従って、熱電変換モジュール１の大きさを変更することが比較的容易となる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
次に、図６から図８を参照して、本発明の第３実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図６では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００５１】
第３実施形態の熱電変換モジュール１の熱電変換素子２は、隣接する素子列６の間でＸ軸方向に位置をずらして配置される。図７に示されるように、下方の基板１１に配置される第１電極３は、全て矩形状（長方形状）の同一形状に形成されている。そして、第１電極３の接続穴３２ａは、全て素子配置部３１のＸ軸方向に配置されている。隣接する素子列６では、素子配置部３１と接続穴３２ａとの配置がＸ軸方向で逆転するように構成されている。
【００５２】
また、図８に示されるように、第２電極４も、全て矩形状（長方形状）に形成されている。但し、上方の基板１２においては、隣接する素子列６を接続する列間接続電極１０がＬ字状に形成されている。列間接続電極１０は、熱電変換素子２が電気的に接続される素子配置部１０１と、接続穴１０２ａが設けられる突片部１０２とを備える。突片部１０２は、素子配置部１０１よりもＸ軸方向の幅が狭く、突片部１０２が隣接する素子列６の熱電変換素子２がずれることによって空くスペースに配置される。
【００５３】
第３実施形態の熱電変換モジュール１によれば、接続部５が電極３，４と別体であるため、従来のようにＵ字状のコネクタに熱電変換素子を横から押し込む必要がなく、量産性を向上させることができる。
【００５４】
また、素子配置部３１，４１と突片部３２，４２とがＸ軸方向に配置されているため、素子列６の間の隙間を小さくすることができる。従って、基板１１，１２の単位面積当たりの熱電変換素子２の専有面積（素子密度）を向上させることができる。
【００５５】
＜第４実施形態＞
次に、図９及び図１０を参照して、第４実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。尚、図９では、熱電変換モジュール１の内部を見易くすべく、上方に位置する基板１２を透明として破線で示している。
【００５６】
第４実施形態の熱電変換モジュール１は、第３実施形態の列間接続電極１０を第１電極３と同一形状で構成して、一対の基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４を上下ともに同一形状に形成したものである。両基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４が同一形状であるため、第１実施形態及び第２実施形態と同様に量産性に優れる。
【００５７】
ただし、第３実施形態と比べて、素子列６のＹ軸方向の隙間が大きくなってしまうため、単位面積当たりの熱電変換素子２の専有面積（素子密度）は、第３実施形態ものもよりも劣る。
【００５８】
＜第５実施形態＞
次に、図１１を参照して、第５実施形態の熱電変換モジュール１を説明する。図１１は、第５実施形態の熱電変換モジュール１の基板１１，１２及びこれに配置される電極３，４を示したものである。第５実施形態の熱電変換モジュール１は、第１実施形態の矩形電極９及び列間接続電極１０もＬ字状の電極としたものであり、他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００５９】
第５実施形態の熱電変換モジュール１によれば、端子７及び列間接続電極１０を除き全ての電極３，４を同一形状とすることができ、量産性を更に高められる可能性がある。
【符号の説明】
【００６０】
１…熱電変換モジュール、 １１，１２…基板、 ２…熱電変換素子、 ３…第１電極、 ３１…素子配置部、 ３２…突片部、 ３２ａ…接続穴、 ４…第２電極、 ４１…素子配置部、 ４２…突片部、 ４２ａ…接続穴、 ５…接続部、６…素子列、 ６１…第１素子列、 ６２…第２素子列、 ７…端子、 ８…Ｌ字電極、 ９…矩形電極、 １０…列間接続電極。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、
一方の端部が前記基板の一方に配置される第１電極と電気的に接続され、他方の端部が前記基板の他方に配置される第２電極と電気的に接続される複数の熱電変換素子と、
前記熱電変換素子に電気的に接続される前記第１電極を、隣接する前記熱電変換素子に電気的に接続される第２電極に、電気的に接続する接続部と、
を備える熱電変換モジュールにおいて、
前記接続部は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも何れか一方と別体であることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記熱電変換素子と電気的に接続される素子配置部と、該素子配置部から前記基板に沿って突出する突片部とを備え、
前記接続部は、棒状又は板状であり、前記突片部に設けられた接続穴に挿入して前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続され、
前記基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、
前記熱電変換素子は、前記基板上に前記Ｘ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、
該素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、
前記素子列の前記熱電変換素子は、千鳥状に配置され、
電気を取り出す端子が設けられた前記素子列の該端子が配置される側の基板には、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置され、
該Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、前記素子配置部のＸ軸方向側に前記接続穴が配置され、
前記Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された前記素子列に隣接する素子列の電極の接続穴は、前記素子配置部のＹ軸方向側に配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記素子列は、前記Ｙ軸方向に偶数列並べられ、
前記両基板に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記Ｙ軸方向に対称となるように前記基板上に配置されることにより、対応する基板に同一に配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された前記素子列に隣接する素子列の電極は、矩形状であり、前記突片部の先端の２つの角部のうち少なくとも一方が切り欠かれていることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項５】
請求項１記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、
前記熱電変換素子は、前記基板上に前記Ｘ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、
該素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、
前記熱電変換素子は、隣接する前記素子列の間でＸ軸方向に位置をずらして配置され、
前記第１電極又は前記第２電極の何れか一方は、熱電変換による電流の流れる電流経路において、隣接する前記素子列を接続する列間接続電極がＬ字状に形成され、
該列間接続電極は、前記熱電変換素子が電気的に接続される素子配置部と、該素子配置部から前記基板に沿って突出し、前記接続部が設けられる突片部とを備え、
該突片部は、前記素子配置部よりも幅が狭く、該突片部と隣接する列の熱電変換素子がずれることによって空いたスペースに配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項１】
一対の基板と、
一方の端部が前記基板の一方に配置される第１電極と電気的に接続され、他方の端部が前記基板の他方に配置される第２電極と電気的に接続される複数の熱電変換素子と、
前記熱電変換素子に電気的に接続される前記第１電極を、隣接する前記熱電変換素子に電気的に接続される第２電極に、電気的に接続する接続部と、
を備える熱電変換モジュールにおいて、
前記接続部は、前記第１電極及び前記第２電極の少なくとも何れか一方と別体であることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項２】
請求項１記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記第１電極及び前記第２電極は、前記熱電変換素子と電気的に接続される素子配置部と、該素子配置部から前記基板に沿って突出する突片部とを備え、
前記接続部は、棒状又は板状であり、前記突片部に設けられた接続穴に挿入して前記第１電極及び前記第２電極と電気的に接続され、
前記基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、
前記熱電変換素子は、前記基板上に前記Ｘ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、
該素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、
前記素子列の前記熱電変換素子は、千鳥状に配置され、
電気を取り出す端子が設けられた前記素子列の該端子が配置される側の基板には、Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置され、
該Ｌ字状の第１電極又は第２電極は、前記素子配置部のＸ軸方向側に前記接続穴が配置され、
前記Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された前記素子列に隣接する素子列の電極の接続穴は、前記素子配置部のＹ軸方向側に配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項３】
請求項２記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記素子列は、前記Ｙ軸方向に偶数列並べられ、
前記両基板に配置される前記第１電極及び前記第２電極は、前記Ｙ軸方向に対称となるように前記基板上に配置されることにより、対応する基板に同一に配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項４】
請求項２又は請求項３記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記Ｌ字状の第１電極又は第２電極が配置された前記素子列に隣接する素子列の電極は、矩形状であり、前記突片部の先端の２つの角部のうち少なくとも一方が切り欠かれていることを特徴とする熱電変換モジュール。
【請求項５】
請求項１記載の熱電変換モジュールにおいて、
前記基板に沿うと共に互いに直交する２つの軸線をＸ軸及びＹ軸として、
前記熱電変換素子は、前記基板上に前記Ｘ軸方向に複数並べられた素子列を構成し、
該素子列は、Ｙ軸方向に複数並べられ、
前記熱電変換素子は、隣接する前記素子列の間でＸ軸方向に位置をずらして配置され、
前記第１電極又は前記第２電極の何れか一方は、熱電変換による電流の流れる電流経路において、隣接する前記素子列を接続する列間接続電極がＬ字状に形成され、
該列間接続電極は、前記熱電変換素子が電気的に接続される素子配置部と、該素子配置部から前記基板に沿って突出し、前記接続部が設けられる突片部とを備え、
該突片部は、前記素子配置部よりも幅が狭く、該突片部と隣接する列の熱電変換素子がずれることによって空いたスペースに配置されることを特徴とする熱電変換モジュール。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−１１５３５９（Ｐ２０１３−１１５３５９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６２４７２（Ｐ２０１１−２６２４７２）
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００２２８７４１）日本サーモスタット株式会社 (52)
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月３０日（２０１１．１１．３０）
【出願人】（０００２２８７４１）日本サーモスタット株式会社 (52)
【出願人】（８０３０００１１５）学校法人東京理科大学 (545)
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