JP2012209306A - 熱電変換ユニットと該熱電変換ユニットの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板に設けられた配線に対して安定良く接続され得る部材を有する熱電変換ユニットを提供する。
【解決手段】熱電変換ユニットであって、開放構造の流路４ａ２を有するケース４と、流路４ａ２の開放部を塞ぐ第一基板２ｂと、第一基板２ｂと対向する第二基板と、第一基板２ｂに設けられる第一配線２ｂ３と、第二基板に設けられる第二配線と、第一基板２ｂと第二基板の間に配置される熱電変換素子と、ケース４に設けられ第一配線２ｂ３に接続される電極部材６を有する。電極部材６は、ケース４内に埋設され第一基板２ｂに対する平行方向に延出しかつ一端がケース４外に突出し他端が第一基板２ｂの外周部より外側の位置に配置される埋設部６ａと、埋設部６ａの他端から第一基板２ｂに対する垂直方向に延出する垂直部６ｃと、垂直部６ｃから屈曲して第一基板２ｂに対する平行方向に延出し第一配線２ｂ３に電気的に接続される接続部６ｄを有する。
【選択図】図９

Description

本発明は、熱電変換モジュールを備える熱電変換ユニットに関する。

特許文献１に記載の熱電変換モジュールは、一対の熱面を備える熱電変換素子と、各熱面に当接される一対の基板を有する。各基板は、板本体と、板本体の表面に塗布されて熱電変換素子と電気的に接続される配線を有する。配線は、板本体を貫通する穴の内周面に塗布された貫通配線の一端部に電気的に接続される。貫通配線の他端部には、金属線（リード線）が半田付けされる。

特開２００６−７３６３２号公報

しかし基板に設けられた配線に対して安定良く接続され得る部材を有する熱電変換ユニットが従来必要とされている。

前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の熱電変換ユニットまたは熱電変換ユニットの製造方法である。請求項１にかかる開放構造の流路を有しかつ絶縁材料から形成されるケースと、流路の開放部を塞ぎかつ導電材料から形成される第一基板と、第一基板と対向して配置される第二基板と、第一基板において第二基板に対向する第一内面に設けられる第一配線と、第二基板において第一基板に対向する第二内面に設けられる第二配線と、第一基板と第二基板の間に配置されかつ第一配線と第二配線とに電気的に接続される複数の熱電変換素子と、ケースに設けられかつ第一配線に接続される電極部材を有する。電極部材は、ケース内に埋設されかつ第一基板に対する平行方向に延出しかつ一端がケース外に突出し他端が第一基板の外周部より外側の位置に配置される埋設部と、埋設部の他端から第一基板に対する垂直方向に延出する垂直部と、垂直部から屈曲して第一基板に対する平行方向に延出し第一配線に電気的に接続される接続部を有する。

したがってケースによって流路が形成され、流路内の熱媒体と熱電変換素子が第一基板を介して熱交換する。電極部材は、該ケースに埋設される埋設部を有する。そのため電極部材は、ケースを利用して安定良くケースに設けられる。また電極部材は、第一基板を避けて延出する垂直部と、垂直部から延出して第一配線に電気的に接続される接続部を有する。そのため電極部材は、第一基板に影響なく電気的に第一配線に接続され得る。

請求項２において第一基板の第一内面と第一配線の間に第一基板と第一配線を絶縁する絶縁層が設けられる。したがって電極部材からの電流が第一基板に流れることが絶縁層によって抑制され得る。そのため電極部材からの電流が安定良く第一配線に供給され得る。

請求項３において垂直部と接続部を接続する屈曲部には、少なくとも屈曲背中部と屈曲腹部のいずれか一方に溝が形成されている。したがって屈曲部は、容易に屈曲され得る。

請求項４において第一基板は、第一内面の裏面側に第一外面を有する。第二基板は、第一基板より面積が小さくかつ第二内面の裏面側に第二外面を有する。第一基板の第一外面には、第二基板の外周に沿う枠体が設けられる。第一配線は、第一基板の第二基板によって覆われる領域に設けられる主配線と、第二基板の外側に設けられかつ枠体によって覆われる接続配線を有する。したがって第一配線２ｂ３は、第二基板２ｃと枠体２ｆによって覆われる。かくして配線２ｂ３が熱媒体等によって腐食することが抑制され得る。

請求項５において枠体は、第一基板と第二基板の間に張出して第一基板と第二基板に当接する張出部を有する。したがって張出部は、第一基板と第二基板の距離を保持する。これにより第一基板と第二基板の間に設けられた熱電変換素子が潰れることを抑制する。

請求項６にかかる熱電変換ユニットの製造方法は、開放構造の流路を有しかつ絶縁材料から形成されるケースに流路の開放部を塞ぐように導電材料から形成される第一基板を取付ける工程と、ケース内に埋設されかつ第一基板に対する平行方向に延出しかつ一端がケース外に突出し他端が第一基板の外周部より外側の位置に配置される埋設部と、埋設部の他端から第一基板に対する垂直方向に延出する垂直部とを有する電極部材における垂直部を第一基板に対する平行方向に屈曲させ、電極部材を第一基板における流路側の面とは反対側の面に設けられた配線に電気的に接続する工程とを有する。したがって第一基板は、電極部材を屈曲する前にケースに設置されるため、ケースに対して容易に取付けられ得る。

本発明の熱電変換ユニットによれば、電極部材がケースを利用して安定良く設けられ、第一基板に設けられた第一配線に対して電極部材が安定良く接続され得る。

熱交換システムの構成図である。 熱電変換ユニットの斜視図である。 熱電変換ユニットの分解斜視図である。 図２のIV―IV線一部断面矢視図である。 熱電変換モジュールの一部分解斜視図である。 熱電変換モジュールの第一基板側からの斜視図である。 図２のVII―VII線一部断面矢視図である。 図２のVIII―VIII線断面矢視図である。 図８のIX―IX線断面矢視図である。

本発明の一つの実施の形態を図１〜９にしたがって説明する。熱交換システム１０は、例えば車両に設けられ、図１に示すように熱電変換ユニット１とラジエタ１１と室内温冷熱ユニット１４を有する。ラジエタ１１は、配管２０によって車両のエンジン１２と接続される。配管２０の途中に設けられたポンプ１３によって第一熱媒体（クーラント液）がエンジン１２とラジエタ１１の間を循環する。第一熱媒体は、エンジン１２から熱（温熱）を受け、ラジエタ１１から外気に熱を放出する。

図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２０に接続された配管２１によってラジエタ１１と接続され、エンジン１２と並列にラジエタ１１に接続される。第一熱媒体は、配管２０，２１を経由して熱電変換ユニット１から冷熱を受けて冷却される。したがって第一熱媒体は、ラジエタ１１のみならず熱電変換ユニット１によっても冷却され得る。

図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２２によって室内温冷熱ユニット１４と接続される。配管２２の途中に設けられたポンプ１５によって第二熱媒体（クーラント液）が熱電変換ユニット１と室内温冷熱ユニット１４の間を循環する。第二熱媒体は、熱電変換ユニット１から温熱を受け、室内温冷熱ユニット１４から室内の空気に熱を放出する。したがって室内温冷熱ユニット１４によって室内が暖められ得る。

熱電変換ユニット１は、図２，３に示すようにハウジング３とハウジング３内に設けられる熱電変換モジュール２を有する。ハウジング３は、厚み方向に重ねられた第一ケース４と第二ケース５を有する。

第一ケース４と第二ケース５は、図２，３に示すように絶縁材料から形成され、ケース本体４ａ，５ａと導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃを一体に有する。ケース本体４ａ，５ａは、板状の板部４ａ１，５ａ１と、板部４ａ１，５ａ１の外周から突出する周壁部４ａ６，５ａ６を有する。第一ケース４と第二ケース５は、開放構造であって、板部４ａ１，５ａ１に凹部４ｈ、５ｈが形成される。凹部４ｈ、５ｈは、熱電変換モジュール２に向けて開放し、流路４ａ２，５ａ２を形成する。

流路４ａ２，５ａ２は、図３に示すように板部４ａ１，５ａ１に形成された仕切部４ａ７，５ａ７によって第一流路４ａ３，５ａ３と折返し流路４ａ４，５ａ４と第二流路４ａ５，５ａ５に仕切られてＵ字状に延出する。折返し流路４ａ４，５ａ４には、板部４ａ１，５ａ１からガイド部４ａ８が突出する。ガイド部４ａ８は、対向する流路４ａ３，４ａ５，５ａ３，５ａ５に対して隣接する流路４ａ３，４ａ５，５ａ３，５ａ５に向けて傾斜する傾斜面を有する。ガイド部４ａ８によって熱媒体が第一流路４ａ３，５ａ３から第二流路４ａ５，５ａ５に円滑に流れ得る。

導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃは、図３に示すように板部４ａ１，５ａ１の一端側に並設される。導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃは、板部４ａ１，５ａ１から熱電変換モジュール２の反対方向（厚み方向）に延出する。導入管４ｂ，５ｂには、第一流路４ａ３，５ａ３と連通する導入路４ｂ１，５ｂ１が形成される。導入路４ｂ１，５ｂ１は、流路４ａ２，５ａ２の深さ方向と同じ方向に延出し、板部４ａ１，５ａ１と導入管４ｂ，５ｂを貫通する。吐出管４ｃ，５ｃには、第二流路４ａ５，５ａ５と連通する吐出路４ｃ１，５ｃ１が形成される。吐出路４ｃ１，５ｃ１は、第二流路４ａ５，５ａ５の深さ方向と同じ方向に延出し、板部４ａ１，５ａ１と吐出管４ｃ，５ｃを貫通する。

ケース本体４ａ，５ａには、図３，７に示すように流路４ａ２，５ａ２に突出する突出部４ｆ，５ｆが形成される。突出部４ｆ，５ｆは、導入路４ｂ１，５ｂ１に隣接する板部４ａ１，５ａ１の領域から熱電変換モジュール２の基板２ｂ，２ｃに向けて突出する。突出部４ｆ，５ｆは、導入路４ｂ１，５ｂ１から離れるほど基板２ｂ，２ｃに近づく傾斜面を有する。したがって導入路４ｂ１，５ｂ１から導入された熱媒体は、基板２ｂ，２ｃに向けて流れ、基板２ｂ，２ｃの近傍において流量が多くなる。

第一ケース４は、図３，９に示すようにコネクタ部４ｇを一体に有する。コネクタ部４ｇは、筒状であってケース本体４ａから側方に突出する。コネクタ部４ｇには、図示省略のコンバータのコネクタ部が接続される。コンバータは、コンバータに入力された電圧を所定の電圧に変換して、第一ケース４に設けられた電極部材６を介して熱電変換モジュール２に直流電流を供給する。

第一ケース４は、図３，９に示すように位置決め部４ａ９を一体に有する。位置決め部４ａ９は、周壁部４ａ６から突出して、熱電変換モジュール２の凹部２ｂ７に突入する。したがって位置決め部４ａ９によって熱電変換モジュール２の第一ケース４に対する位置が決定され得る。

ケース４，５は、図示省略の第一と第二の成形型を閉じ、第一と第二の成形型間に樹脂材料を注入し、第一と第二の成形型を開くことでケース本体４ａ，５ａと導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃが一体に成形される。コネクタ部４ｇは、スライド型を用いて形成される。

図４に示すように熱電変換モジュール２は、熱電変換素子２ａと基板２ｂ，２ｃとフィン２ｄ，２ｅを有する。熱電変換素子（ペルチェ素子）２ａは、異なる金属、導体または半導体から構成される。熱電変換素子２ａは、直流電流を流すことでペルチェ効果を奏し、第一熱面と第二熱面のいずれか一つが吸熱部となって吸熱し、他の一つが放熱部となって放熱する。複数の熱電変換素子２ａは、基板２ｂ，２ｃの間に設けられる。

第一基板２ｂは、図３，６に示すように第一ケース４の周壁部４ａ６の内周に設置される。第一基板２ｂには、位置決め部４ａ９が設置される凹部２ｂ７が形成される。したがって第一基板２ｂは、凹部２ｂ７と外周縁によって第一ケース４に対して位置決めされる。第一基板２ｂは、第一ケース４の凹部４ｈの開放部を覆って、ケース本体４ａと協働して流路４ａ２を形成する。

第二基板２ｃは、図３，６に示すように第一基板２ｂより小さく、一つの第一基板２ｂに対して複数枚（例えば１０枚）設けられる。第二基板２ｃは、第一基板２ｂに設けられた枠体２ｆによって所定領域に位置決めされる。第二基板２ｃと枠体２ｆには第二ケース５が被せられる。第二基板２ｃと枠体２ｆは、第二ケース５の凹部５ｈの開放部を覆って、ケース本体５ａと協働して流路５ａ２を形成する。

基板２ｂ，２ｃは、図５，９に示すように板本体２ｂ１，２ｃ１と絶縁層２ｂ２，２ｃ２と配線２ｂ３，２ｃ３を有する。板本体２ｂ１，２ｃ１は、図４に示すように導電材料、例えば導電性を有する金属材料から形成される。板本体２ｂ１，２ｃ１は、凹部４ｈ側に位置する外面２ｂ９，２ｃ９と、外面２ｂ９，２ｃ９の裏側面である内面２ｂ８，２ｃ８を有する。内面２ｂ８，２ｃ８には、絶縁層２ｂ２，２ｃ２と配線２ｂ３，２ｃ３が設けられる。絶縁層２ｂ２，２ｃ２は、板本体２ｂ１，２ｃ１と配線２ｂ３，２ｃ３を電気的に絶縁する。

配線２ｂ３，２ｃ３は、図５を参照するように導電性の材料から形成され、絶縁層２ｂ２，２ｃ２の表面に塗布（印刷）される。配線２ｂ３，２ｃ３には、熱電変換素子２ａが当接されかつ半田付けされる。配線２ｂ３，２ｃ３は、協働して複数の熱電変換素子２ａを直列に接続する。したがって電流は、熱電変換素子２ａを順番に流れて基板２ｂ，２ｃの厚み方向に流れ、基板２ｂ，２ｃ間をジグザグに流れる。

第一基板２ｂに設けられた配線２ｂ３は、図５を参照するように主配線２ｂ４と接続配線２ｂ５と端部２ｂ６を有する。主配線２ｂ４は、第二基板２ｃによって覆われる各領域に形成され、熱電変換素子２ａが主配線２ｂ４に半田付けされる。接続配線２ｂ５は、各領域間に延出して各領域に設けられた主配線２ｂ４を接続する。接続配線２ｂ５は、枠体２ｆによって覆われて、枠体２ｆによって熱媒体と接触することが避けられる。端部２ｂ６は、接続配線２ｂ５から枠体２ｆの外へ延出する。端部２ｂ６には、電極部材６が電気的に接続される（図８参照）。

第一基板２ｂには、図３，６に示すように二個の第一フィン２ｄが設けられる。一方、各第二基板２ｃには各一つの第二フィン２ｅが設けられる。フィン２ｄ，２ｅは、基板２ｂ，２ｃから熱電変換素子２ａと反対方向に突出し、流路４ａ２，５ａ２内に設置される。フィン２ｄ，２ｅは、図４に示すように板状でかつジグザグ形状であって、ジグザグ間に隙間２ｄ１，２ｅ１が形成される。隙間２ｄ１，２ｅ１は、流路４ａ２，５ａ２を遮断しないように流路４ａ２，５ａ２の長手方向に延出する。

図４に示すように枠体２ｆは、枠本体２ｆ２と張出部２ｆ１を有する。枠本体２ｆ２は、第二基板２ｃの外周に沿って延出して第二基板２ｃの位置を決定する。枠本体２ｆ２は、第一基板２ｂから第二基板２ｃの横を通って第二ケース５に向けて突出する。張出部２ｆ１は、枠本体２ｆ２から基板２ｂ，２ｃ間に張出して基板２ｂ，２ｃに当接する。枠体２ｆは、第一基板２ｂに接着あるいは型成形時にて第一基板２ｂと一体にされる。

張出部２ｆ１と第二基板２ｃの外周部の間には、図４に示すように液状ガスケット８ｂが設けられる。液状ガスケット８ｂは、熱媒体が張出部２ｆ１と第二基板２ｃの間を通って熱電変換素子２ａに向けて流れることを抑制する。第一基板２ｂの外周部と第一ケース４の間には、液状ガスケット８ａが設けられる。液状ガスケット８ａは、熱媒体が第一基板２ｂと第一ケース４の間を通って熱電変換素子２ａに向けて流れることを抑制する。

図４に示すようにケース４，５と枠体２ｆは、溶着部７ａ〜７ｃによって接合される。溶着部７ａ〜７ｃは、ケース４，５と枠体２ｆを振動溶着あるいは熱板溶着によって形成される。溶着部７ａは、ケース４，５の周壁部４ａ６，５ａ６を溶着する。溶着部７ａは、ケース４，５の外周部の全周を溶着することでケース４，５間をシールする。かくしてケース４，５間に外気等が侵入することが溶着部７ａによって抑制され得る。溶着部７ｂは、周壁部５ａ６と枠本体２ｆ２を溶着する。溶着部７ｃは、仕切部５ａ７と枠本体２ｆ２を溶着する。溶着部７ｂ，７ｃは、第二ケース５と枠体２ｆ間をシールする。

ケース４，５は、図４に示すように熱電変換モジュール２を両側から保持する。ケース４，５は、溶着部７ａ〜７ｃによって熱電変換モジュール２との隙間が小さくなるように熱電変換モジュール２を保持する。これによりケース４，５は、大きな力を付与することなく熱電変換モジュール２の基板２ｂ，２ｃを保持し、基板２ｂ，２ｃが熱電変換素子２ａから剥がれることを抑制し得る。

図８，９に示すようにケース４には、棒状の電極部材６が設けられる。電極部材６は、電性のある金属材料から形成され、ケース４に対してインサート成形される。電極部材６は、導電性のある金属材料から棒状に形成される。電極部材６は、埋設部６ａと突出端部６ｂと垂直部６ｃと接続部６ｄを一体に有する。

埋設部６ａは、図８，９に示すように第一部６ａ１と第二部６ａ２を有する。第一部６ａ１は、ケース本体４ａ内をケース本体４ａの長手方向に延出する。埋設部６ａの一端である第一部６ａ１の先端部は、ケース４の外に突出する。第二部６ａ２は、第一部６ａ１から直交方向に延出する。埋設部６ａの他端である第二部６ａ２の先端部は、第一基板２ｂの外周部の近傍で、第一基板２ｂの外周部より外側に位置する。

突出端部６ｂは、埋設部６ａの第一部６ａ１からケース本体４ａの外に突出し、コネクタ部４ｇ内を延出する。突出端部６ｂは、コネクタ部４ｇに挿入されるコネクタと電気的に接続されてコネクタを経由してコンバータと電気的に接続される。

垂直部６ｃは、図８，９に示すように第一基板２ｂの凹部２ｂ７から第一基板２ｂの厚み方向に延出しかつ第一基板２ｂの表面よりも上方へ延出する。垂直部６ｃと接続部６ｄの間には屈曲部６ｅが形成される。屈曲部６ｅには、屈曲背中部または腹部のいずれか一方または両方に溝が形成され、屈曲部６ｅが屈曲容易な構造になっている。屈曲部６ｅは、製造課程で折曲げられて、接続部６ｄを図９の仮想線で示す製造課程位置から実線で示す使用位置に移動させる。

図９に示すように接続部６ｄは、製造課程位置において第一基板２ｂの表面、すなわち第一ケース４の反対側領域を開放する。そのため第一ケース４に対して第一基板２ｂをセットする際に接続部６ｄが邪魔にならない。第一ケース４に第一基板２ｂをセットした後に、屈曲部６ｅを折り曲げ、接続部６ｄを製造課程位置から使用位置に移動させる。使用位置において接続部６ｄを配線２ｂ３に半田付けする。

熱電変換ユニット１は、図示省略のコンバータと電気的に接続され、図１に示すように配管２１，２２と接続される。コンバータは、図９に示す電極部材６を介して各熱電変換素子２ａに電流を供給する。熱電変換素子２ａは、第一熱面において吸熱し、図４に示すように第一基板２ｂと第一フィン２ｄを介して第一ケース４に冷熱を供給する。熱電変換素子２ａは、第二熱面において放熱し、第二基板２ｃと第二フィン２ｅを介して第一ケース４に温熱を供給する。

図１に示すように第一ケース４には、配管２１を介してポンプ１３によって第一熱媒体が供給される。第一熱媒体は、図３に示す導入管４ｂから流路４ａ２に導入され、吐出管４ｃから排出される。第一熱媒体は、流路４ａ２を流れることで第一フィン２ｄと第一基板２ｂを介して熱電変換素子２ａから冷熱を受ける（図４参照）。

図１に示すように第二ケース５には、配管２２を介してポンプ１５によって第二熱媒体が供給される。第二熱媒体は、図３に示す導入管５ｂから流路５ａ２に導入され、吐出管５ｃから排出される。第二熱媒体は、流路５ａ２を流れることで第二フィン２ｅと第二基板２ｃを介して熱電変換素子２ａから温熱を受ける（図４参照）。第二熱媒体は、図１に示すように室内温冷熱ユニット１４内を流れることで室内の空気に温熱を供給する。

図３に示すように第一ケース４内の第一熱媒体の流れ方向と第二ケース５内の第二熱媒体の流れ方向は、対向している。そのため熱電変換素子２ａの吸熱部側と放熱部側の差は、熱電変換素子２ａの位置における差が小さい。かくして熱電変換モジュール２の全体の熱効率が高い。

以上のように熱電変換ユニット１は、図３，４に示すように開放構造の流路４ａ２を有しかつ絶縁材料から形成されるケース４と、流路４ａ２の開放部を塞ぎかつ導電材料から形成される第一基板２ｂと、第一基板２ｂと対向して配置される第二基板２ｃと、第一基板２ｂにおいて第二基板２ｃに対向する第一内面２ｂ８に設けられる第一配線２ｂ３と、第二基板２ｃにおいて第一基板２ｂに対向する第二内面２ｃ８に設けられる第二配線２ｃ３と、第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に配置されかつ第一配線２ｂ３と第二配線２ｃ３とに電気的に接続される複数の熱電変換素子２ａと、ケース４に設けられかつ第一配線２ｂ３に接続される電極部材６を有する。電極部材６は、ケース４内に埋設されかつ第一基板２ｂに対する平行方向に延出しかつ一端がケース４外に突出し他端が第一基板２ｂの外周部より外側の位置に配置される埋設部６ａと、埋設部６ａの他端から第一基板２ｂに対する垂直方向に延出する垂直部６ｃと、垂直部６ｃから屈曲して第一基板２ｂに対する平行方向に延出し第一配線２ｂ３に電気的に接続される接続部６ｄを有する。

したがってケース４によって流路４ａ２が形成され、流路４ａ２内の熱媒体と熱電変換素子２ａが第一基板２ｂを介して熱交換する。電極部材６は、該ケース４に埋設される埋設部６ａを有する。そのため電極部材６は、ケース４を利用して安定良くケース４に設けられる。また電極部材６は、第一基板２ｂを避けて延出する垂直部６ｃと、垂直部６ｃから延出して第一配線２ｂ３に電気的に接続される接続部６ｄを有する。そのため電極部材６は、第一基板２ｂに影響なく電気的に第一配線２ｂ３に接続され得る。

図９に示すように第一基板２ｂの第一内面２ｂ８と第一配線２ｂ３の間に第一基板２ｂと第一配線２ｂ３を絶縁する絶縁層２ｂ２が設けられる。したがって電極部材６からの電流が第一基板２ｂに流れることが絶縁層２ｂ２によって抑制され得る。そのため電極部材６からの電流が安定良く第一配線２ｂ３に供給され得る。

図９を参照するように垂直部６ｃと接続部６ｄを接続する屈曲部６ｅには、少なくとも屈曲背中部と屈曲腹部のいずれか一方に溝が形成されている。したがって屈曲部６ｅは、容易に屈曲され得る。

図４，５に示すように第一基板２ｂは、第一内面２ｂ８の裏面側に第一外面２ｂ９を有する。第二基板２ｃは、第一基板２ｂより面積が小さくかつ第二内面２ｃ８の裏面側に第二外面２ｃ９を有する。第一基板２ｂの第一外面２ｂ９には、第二基板２ｃの外周に沿う枠体２ｆが設けられる。第一配線２ｂ３は、第一基板２ｂの第二基板２ｃによって覆われる領域に設けられる主配線２ｂ４と、第二基板２ｃの外側に設けられかつ枠体２ｆによって覆われる接続配線２ｂ５を有する。したがって第一配線２ｂ３は、第二基板２ｃと枠体２ｆによって覆われる。かくして配線２ｂ３が熱媒体等によって腐食することが抑制され得る。

図４に示すように枠体２ｆは、第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に張出して第一基板２ｂと第二基板２ｃに当接する張出部２ｆ１を有する。したがって張出部２ｆ１は、第一基板２ｂと第二基板２ｃの距離を保持する。これにより第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられた熱電変換素子２ａが潰れることを抑制する。

図４，９に示すように熱電変換ユニット１の製造方法は、開放構造の流路４ａ２を有しかつ絶縁材料から形成されるケース４に流路４ａ２の開放部を塞ぐように導電材料から形成される第一基板２ｂを取付ける工程と、ケース４内に埋設されかつ第一基板２ｂに対する平行方向に延出しかつ一端がケース４外に突出し他端が第一基板２ｂの外周部より外側の位置に配置される埋設部６ａと、埋設部６ａの他端から第一基板２ｂに対する垂直方向に延出する垂直部６ｃとを有する電極部材６における垂直部６ｃを第一基板２ｂに対する平行方向に屈曲させ、電極部材６を第一基板２ｂにおける流路４ａ２側の面とは反対側の面に設けられた配線２ｂ３に電気的に接続する工程とを有する。したがって第一基板２ｂは、電極部材６を屈曲する前にケース４に設置されるため、ケース４に対して容易に取付けられ得る。

本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。例えば熱交換システム１０は、車両の室内の暖房に使用されても良いし、冷房に使用されても良い。冷房に使用する場合は、第一ケース４が配管２２と接続され、第二ケース５が配管２１と接続される。

熱交換システム１０は、車両の室内の冷暖房に使用されても良いし、電池等の車両部品の冷却または加熱に使用されても良いし、あるいは車両以外の製品を冷却または加熱するために使用されても良い。

ケース４，５内に供給される熱媒体は、液体でも良いし、気体でも良い。

基板２ｂ，２ｃは、導電性のある材料から形成された板本体２ｂ１，２ｃ１と、板本体２ｂ１，２ｃ１の表面に塗布された絶縁層２ｂ２，２ｃ２と、絶縁層２ｂ２，２ｃ２の表面に塗布された配線２ｂ３，２ｃ３を有していても良いし、セラミックス等の導電性のない材料から形成された板本体と、絶縁層を介さずに板本体に塗布された配線を有していても良い。

電極部材６の埋設部６ａは、第一基板２ｂよりも図９の下側にてケース４に埋設されても良いし、図９の上側にてケース４内に埋設されても良い。

電極部材６は、図９において上下方向に延出する垂直部６ｃと、垂直部６ｃに対して屈曲部６ｅによって移動する接続部６ｄを有していても良いし、図９において左右方向に延出する第二端部と、第二端部に対して屈曲部によって移動する接続部を有し、接続部が製造課程位置において第二端部に対して直交しかつ使用位置において一直線上に位置しても良い。

熱電変換素子２ａは、ペルチェ効果を奏するペルチェ素子であっても良いし、ゼーベック効果またはトムソン効果を奏する素子であっても良い。

配線２ｂ３，２ｃ３は、基板２ｂ，２ｃに印刷によって設けられても良いし、接着、塗布などによって基板２ｂ，２ｃに設けられても良い。

１…熱電変換ユニット
２…熱電変換モジュール
２ａ…熱電変換素子
２ｂ１，２ｃ１…板本体
２ｂ２，２ｃ２…絶縁層
２ｂ３…第一配線
２ｂ４…主配線
２ｂ５…接続配線
２ｂ８，２ｃ８…内面
２ｂ９，２ｃ９…外面
２ｃ…第二基板
２ｃ３…第二配線
２ｄ…第一フィン
２ｅ…第二フィン
２ｆ…枠体
２ｆ１…張出部
２ｆ２…枠本体
３…ハウジング
４…第一ケース
４ａ２〜４ａ５，５ａ２〜５ａ５…流路
５…第二ケース
６…電極部材
６ａ…埋設部
６ｂ…第一端部
６ｃ…第二端部
６ｄ…接続部
６ｅ…屈曲部
１０…熱交換システム
１１…ラジエタ
１２…エンジン
１３，１５…ポンプ
１４…室内温冷熱ユニット

Claims (6)

1. 熱電変換ユニットであって、
   開放構造の流路を有しかつ絶縁材料から形成されるケースと、
   前記流路の開放部を塞ぎかつ導電材料から形成される第一基板と、
   前記第一基板と対向して配置される第二基板と、
   前記第一基板において前記第二基板に対向する第一内面に設けられる第一配線と、
   前記第二基板において前記第一基板に対向する第二内面に設けられる第二配線と、
   前記第一基板と前記第二基板の間に配置されかつ前記第一配線と前記第二配線とに電気的に接続される複数の熱電変換素子と、
   前記ケースに設けられかつ前記第一配線に接続される電極部材を有し、
   前記電極部材は、前記ケース内に埋設されかつ前記第一基板に対する平行方向に延出しかつ一端が前記ケース外に突出し他端が前記第一基板の外周部より外側の位置に配置される埋設部と、前記埋設部の前記他端から前記第一基板に対する垂直方向に延出する垂直部と、前記垂直部から屈曲して前記第一基板に対する平行方向に延出し前記第一配線に電気的に接続される接続部を有する熱電変換ユニット。
2. 請求項１に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一基板の前記第一内面と前記第一配線の間に前記第一基板と前記第一配線を絶縁する絶縁層が設けられる熱電変換ユニット。
3. 請求項１または２に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記垂直部と前記接続部を接続する屈曲部には、少なくとも屈曲背中部と屈曲腹部のいずれか一方に溝が形成されている熱電変換ユニット。
4. 請求項１〜３のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
   前記第一基板は、前記第一内面の裏面側に第一外面を有し、
   前記第二基板は、前記第一基板より面積が小さくかつ前記第二内面の裏面側に第二外面を有し、
   前記第一基板の前記第一外面には、前記第二基板の外周に沿う枠体が設けられ、
   前記第一配線は、前記第一基板の前記第二基板によって覆われる領域に設けられる主配線と、前記第二基板の外側に設けられかつ前記枠体によって覆われる接続配線を有する熱電変換ユニット。
5. 請求項４に記載の熱電変換ユニットであって、
   前記枠体は、前記第一基板と前記第二基板の間に張出して前記第一基板と前記第二基板に当接する張出部を有する熱電変換ユニット。
6. 熱電変換ユニットの製造方法であって、
   開放構造の流路を有しかつ絶縁材料から形成されるケースに前記流路の開放部を塞ぐように導電材料から形成される第一基板を取付ける工程と、
   前記ケース内に埋設されかつ前記第一基板に対する平行方向に延出しかつ一端が前記ケース外に突出し他端が前記第一基板の外周部より外側の位置に配置される埋設部と、前記埋設部の前記他端から前記第一基板に対する垂直方向に延出する垂直部とを有する電極部材における前記垂直部を前記第一基板に対する平行方向に屈曲させ、前記電極部材を前記第一基板における前記流路側の面とは反対側の面に設けられた配線に電気的に接続する工程とを有する熱電変換ユニットの製造方法。

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