JPH01205451A - 熱電式冷却装置 - Google Patents
熱電式冷却装置Info
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- JPH01205451A JPH01205451A JP2985888A JP2985888A JPH01205451A JP H01205451 A JPH01205451 A JP H01205451A JP 2985888 A JP2985888 A JP 2985888A JP 2985888 A JP2985888 A JP 2985888A JP H01205451 A JPH01205451 A JP H01205451A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、対をなすＰ型、Ｎ型半導体を用い、そのベル
チェ効果を利用して冷却作用を行なう熱電式冷却装置に
関する。
チェ効果を利用して冷却作用を行なう熱電式冷却装置に
関する。
従来の熱電式冷却装置においては、第５図に示すように
、Ｐ型半導体５２．５３．５４．５５゜Ｎ型半導体５６
．５７．５８．５９を交互に配列し、それぞれの間を電
気伝導体６０．６１．６２゜６３．６４．６５．６６．
６７．６８で接続するとともに、電気伝導体６０．６１
．６２，６３゜６４．６５．６６．６７．６８を電気絶
縁物６９゜７０を介して冷却負荷７１あるいは放熱器７
２にそれぞれ接続しでいる。そして、電源４２を電気伝
導体に接続することにより、Ｐ型半導体５２゜５３．５
４．５５．Ｎ型半導体５６．５７，５８゜５９、および
電気伝導体６０，６１．６２．６３゜６４．６５，６６
．６７．６８によるベルチェ効果にて冷却負荷７１の熱
を電気絶縁物６９を介して移動させるとともに電気絶縁
物７０を介してその熱を放熱器７２より放熱させるよう
にしている。
、Ｐ型半導体５２．５３．５４．５５゜Ｎ型半導体５６
．５７．５８．５９を交互に配列し、それぞれの間を電
気伝導体６０．６１．６２゜６３．６４．６５．６６．
６７．６８で接続するとともに、電気伝導体６０．６１
．６２，６３゜６４．６５．６６．６７．６８を電気絶
縁物６９゜７０を介して冷却負荷７１あるいは放熱器７
２にそれぞれ接続しでいる。そして、電源４２を電気伝
導体に接続することにより、Ｐ型半導体５２゜５３．５
４．５５．Ｎ型半導体５６．５７，５８゜５９、および
電気伝導体６０，６１．６２．６３゜６４．６５，６６
．６７．６８によるベルチェ効果にて冷却負荷７１の熱
を電気絶縁物６９を介して移動させるとともに電気絶縁
物７０を介してその熱を放熱器７２より放熱させるよう
にしている。
〔発明が解決しようとする課題］
上記従来の熱雷式冷却装置にあっては、冷却負荷７１あ
るいは放熱器７２が電気絶縁物６９、あるいは７０を介
して電気伝導体６０．６１ ６２゜６３．６４．６５，
６６．６７、．６＋８に接合されているので、その部分
で接触熱抵抗が生し、これにより冷却装置としての性能
が低下してしまうという問題がある。
るいは放熱器７２が電気絶縁物６９、あるいは７０を介
して電気伝導体６０．６１ ６２゜６３．６４．６５，
６６．６７、．６＋８に接合されているので、その部分
で接触熱抵抗が生し、これにより冷却装置としての性能
が低下してしまうという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みたもので、前述の接触熱抵抗
を無くし、冷却装置としての性能を向上させることがで
きる熱電式冷却装置を提供することを目的としている。
を無くし、冷却装置としての性能を向上させることがで
きる熱電式冷却装置を提供することを目的としている。
［課題を解決するための手段］
上記目的を達成するために、本発明の熱電式冷却装置に
おいては、冷却側あるいは放熱側に配置される冷却部あ
るいは放熱部と半導体との接合部とを電気伝導材料にて
一体的に形成した冷却板および放熱板を存し、放熱板を
第１．第２の放熱板として構成するとともに、前記冷却
板の接合部の一部と第１の放熱板の接合部との間に電気
的に接続される第１の半導体と、前記冷却板の接合部の
他部と第２の放熱板の接合部との間に電気的に接続され
前記第１の半導体と異なる種の第２の半導体とを備えた
、または放熱板を第１．第２の放熱板として構成する代
わりに、冷却板を第１．第２の冷却板として構成し、そ
れらと放熱板との組み合わせにて構成したことを特徴と
している。
おいては、冷却側あるいは放熱側に配置される冷却部あ
るいは放熱部と半導体との接合部とを電気伝導材料にて
一体的に形成した冷却板および放熱板を存し、放熱板を
第１．第２の放熱板として構成するとともに、前記冷却
板の接合部の一部と第１の放熱板の接合部との間に電気
的に接続される第１の半導体と、前記冷却板の接合部の
他部と第２の放熱板の接合部との間に電気的に接続され
前記第１の半導体と異なる種の第２の半導体とを備えた
、または放熱板を第１．第２の放熱板として構成する代
わりに、冷却板を第１．第２の冷却板として構成し、そ
れらと放熱板との組み合わせにて構成したことを特徴と
している。
上記のように構成された熱電式冷却装置において、冷却
側に配置され、電気伝導材料にて一体的に形成された冷
却部と接合部の部分では、電子が第１の半導体から第２
の半導体に流れる時に、低エネルギーの状態から高エネ
ルギーの状態に移るごとになり、エネルギーか熱の形で
電子に吸収される。電源供給部はごの電子の流れを行な
わせるエネルギーを供給し、放熱側に配置され、電気伝
導材料にて一体的に形成された放熱部と接合部の部分で
は、電子に吸収されたエネルギーを熱の形で外気に放出
する。
側に配置され、電気伝導材料にて一体的に形成された冷
却部と接合部の部分では、電子が第１の半導体から第２
の半導体に流れる時に、低エネルギーの状態から高エネ
ルギーの状態に移るごとになり、エネルギーか熱の形で
電子に吸収される。電源供給部はごの電子の流れを行な
わせるエネルギーを供給し、放熱側に配置され、電気伝
導材料にて一体的に形成された放熱部と接合部の部分で
は、電子に吸収されたエネルギーを熱の形で外気に放出
する。
本発明の第１実施例を第１し１乃至第３図を用いて説明
する。まず第１１に示すように、Ｐ型半導体１．２．３
．４．５．６とＮ型半導体７．８゜９．１０，１１．１
２を交互に配列し、これらの冷却側を電気伝導飼料ムこ
て一体的に形成された冷却板１３．１４，１５．１６．
１７．１８にて接合すると共に、放熱側を電気伝導材ネ
」にて一体向に形成された放熱板１９．２０，２１．２
２，２３．２４．２５にて接合する。放熱板のうちの両
端の放熱板１９．２５には電源供給部を構成する直流電
源４２が接続されている。
する。まず第１１に示すように、Ｐ型半導体１．２．３
．４．５．６とＮ型半導体７．８゜９．１０，１１．１
２を交互に配列し、これらの冷却側を電気伝導飼料ムこ
て一体的に形成された冷却板１３．１４，１５．１６．
１７．１８にて接合すると共に、放熱側を電気伝導材ネ
」にて一体向に形成された放熱板１９．２０，２１．２
２，２３．２４．２５にて接合する。放熱板のうちの両
端の放熱板１９．２５には電源供給部を構成する直流電
源４２が接続されている。
第２図は、第１図のＡ−Ａ断面図である。冷却板１６及
び放熱板２３ ｉ；１： ｉ、字形の銅板で構成されて
おり２、冷却板１６は冷却部１６ａ々接合部】６ｂを、
放熱板２３は放熱部２３ａと接合部２３ｂを持つ。接合
部１６ｂ、２３ｂは、ろうイ」げあるいははんだ付＆−
１によりＰ型半導体４に接合されている。尚、他の冷却
板と放熱板も同様に構成されており、それぞれの接合部
はＰ型あるいはＮ型半導体に接合されている。
び放熱板２３ ｉ；１： ｉ、字形の銅板で構成されて
おり２、冷却板１６は冷却部１６ａ々接合部】６ｂを、
放熱板２３は放熱部２３ａと接合部２３ｂを持つ。接合
部１６ｂ、２３ｂは、ろうイ」げあるいははんだ付＆−
１によりＰ型半導体４に接合されている。尚、他の冷却
板と放熱板も同様に構成されており、それぞれの接合部
はＰ型あるいはＮ型半導体に接合されている。
第３図は、第１図に示すものの組イ」図である。
この図において、前記１７字形の冷却板１３．１４゜１
５．１．６．１７．１８及び放熱板１９．２０゜２１．
２２．２３．２４．２５の形状に合い、例えばヘークラ
イト等より成る絶縁材料３７及び３８に、前記Ｉ−字形
の冷却板１３，１４．１５．＋６．１７．１．８及び放
熱板１９．２０，２１．２２．２３，２４．２５を挿入
し、それぞれを冷却側と放熱イｐｑからはさめ込んだ後
、断熱ワッシャ３９を介して非金属製のボルト４ｏとリ
ーント４１て固定する。
５．１．６．１７．１８及び放熱板１９．２０゜２１．
２２．２３．２４．２５の形状に合い、例えばヘークラ
イト等より成る絶縁材料３７及び３８に、前記Ｉ−字形
の冷却板１３，１４．１５．＋６．１７．１．８及び放
熱板１９．２０，２１．２２．２３，２４．２５を挿入
し、それぞれを冷却側と放熱イｐｑからはさめ込んだ後
、断熱ワッシャ３９を介して非金属製のボルト４ｏとリ
ーント４１て固定する。
以上のような構成とした熱雷式冷却装置においては、直
流電源４２の負極を、Ｐ型半導体６に接合された放熱板
２５に、又正極をＮ早生導体５に接合された放熱板１つ
にそれぞれ印加することによって、ペルチェ効果により
、Ｎ型半導体７，８゜９．１０，１１．．１２中では電
子が、Ｐ型半導体１．２．３，４．５．６中ではポール
が放熱側に移動し、その際熱も一緒に移動する。このペ
ルチェ効果によって冷却板１３，１４．１５．１．６゜
１７．１８のそれぞれの接合部では熱を奪われ、放〃砦
反 １．９． ２０． ２＋、 ２２． ２
３． ２４． ２５のそれぞれの接合部で（コ熱が
与えられる。それぞれの冷却板は冷却部と接合部とを銅
板で一体的に形成したものであるため、冷却部は冷却さ
れる。
流電源４２の負極を、Ｐ型半導体６に接合された放熱板
２５に、又正極をＮ早生導体５に接合された放熱板１つ
にそれぞれ印加することによって、ペルチェ効果により
、Ｎ型半導体７，８゜９．１０，１１．．１２中では電
子が、Ｐ型半導体１．２．３，４．５．６中ではポール
が放熱側に移動し、その際熱も一緒に移動する。このペ
ルチェ効果によって冷却板１３，１４．１５．１．６゜
１７．１８のそれぞれの接合部では熱を奪われ、放〃砦
反 １．９． ２０． ２＋、 ２２． ２
３． ２４． ２５のそれぞれの接合部で（コ熱が
与えられる。それぞれの冷却板は冷却部と接合部とを銅
板で一体的に形成したものであるため、冷却部は冷却さ
れる。
逆に、それぞれの放熱板は放熱部と接合部とを銅板で一
体的に形成したものであるため、放熱部がら外気へ熱が
放出される。
体的に形成したものであるため、放熱部がら外気へ熱が
放出される。
次に本発明の第２実施例を第４図を用いて説明する。こ
の第４図は、組付状態を示す断面図である。まずＰ型半
導体またはＮ型半導体４３を複数の穴を有するヘークラ
イト等の絶縁材料４４のそれぞれの穴に挿入して固定す
る。また、冷却板４５及び放熱Ｆｊ、４６を第１実施例
と同様にそれぞれヘークライト等の絶縁材料４７及び４
８に固定し、その間に半導体を固定した絶縁材料４４を
位置決めする。そして、絶縁材料４７，４４．４８の両
端を、第１実施例と同様に断熱ワッシャを介して非金属
製のボルトとナツトで固定し、半導体４３と、冷却板４
５及び放熱板４６は、はんだ付６ノあるいはろう付けと
する。
の第４図は、組付状態を示す断面図である。まずＰ型半
導体またはＮ型半導体４３を複数の穴を有するヘークラ
イト等の絶縁材料４４のそれぞれの穴に挿入して固定す
る。また、冷却板４５及び放熱Ｆｊ、４６を第１実施例
と同様にそれぞれヘークライト等の絶縁材料４７及び４
８に固定し、その間に半導体を固定した絶縁材料４４を
位置決めする。そして、絶縁材料４７，４４．４８の両
端を、第１実施例と同様に断熱ワッシャを介して非金属
製のボルトとナツトで固定し、半導体４３と、冷却板４
５及び放熱板４６は、はんだ付６ノあるいはろう付けと
する。
この構成により装置全体の補強ができる。
尚、第１及び第２実施例では、固定部材３７゜３８アル
イハ４４． ４７． ４８を保持するために保持部拐と
して断熱ワッシャと非金属製のボルトとナツトを用いる
ことを示したが、固定部材３７゜３８あるいは４４，４
７．４８の形状を変えて各固定部材が互いに接触するよ
うにし、その接触後接着剤を用いて接着するようにして
もよい。また、冷却板及び放熱板を銅板で構成するもの
を示したが、熱伝導が良好な電気伝導材であれば銅板以
外のものを用いてもよい。更に、銅板の形状はＬ字形に
限らず、放熱板あるいは冷却板の表面積を増大さ−Ｕ−
るような形状であればよい。
イハ４４． ４７． ４８を保持するために保持部拐と
して断熱ワッシャと非金属製のボルトとナツトを用いる
ことを示したが、固定部材３７゜３８あるいは４４，４
７．４８の形状を変えて各固定部材が互いに接触するよ
うにし、その接触後接着剤を用いて接着するようにして
もよい。また、冷却板及び放熱板を銅板で構成するもの
を示したが、熱伝導が良好な電気伝導材であれば銅板以
外のものを用いてもよい。更に、銅板の形状はＬ字形に
限らず、放熱板あるいは冷却板の表面積を増大さ−Ｕ−
るような形状であればよい。
Ｃ発明の効果〕
以−１−述べたように本発明では、接合部と冷却部又は
放熱部をそれぞれ一体的に形成し、かつ冷却板あるいは
放熱板を２分割にて構成するようにしたから、接合部で
の接触熱抵抗をなくし、冷却装置としての性能を向上さ
せることができるという優れた効果がある。
放熱部をそれぞれ一体的に形成し、かつ冷却板あるいは
放熱板を２分割にて構成するようにしたから、接合部で
の接触熱抵抗をなくし、冷却装置としての性能を向上さ
せることができるという優れた効果がある。
第１図は本発明の第１実施例の正面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図に示すものの組付図、
第４図（Ｊ本発明の第２の実施例の要部を示す断面図、
第５図は従来の熱電式冷却装置を示す正面図である。 １．２．３，４，５．６・・・Ｐ型半導体、 ７．
８゜９、＋０．１．１．１．２・・Ｎ型半導体、１３．
１４゜１５．１６．１７．１８・・・冷却板、 １！
’１．２０゜２１．２２．２３．２／１．２５・・・放
熱板、１６ｂ、２３ ｂ−・・接合部、＋６ａ、２３ａ
＝−放熱部、３７゜３８・・・固定部材、４２・・・直
流電源。
のＡ−Ａ断面図、第３図は第１図に示すものの組付図、
第４図（Ｊ本発明の第２の実施例の要部を示す断面図、
第５図は従来の熱電式冷却装置を示す正面図である。 １．２．３，４，５．６・・・Ｐ型半導体、 ７．
８゜９、＋０．１．１．１．２・・Ｎ型半導体、１３．
１４゜１５．１６．１７．１８・・・冷却板、 １！
’１．２０゜２１．２２．２３．２／１．２５・・・放
熱板、１６ｂ、２３ ｂ−・・接合部、＋６ａ、２３ａ
＝−放熱部、３７゜３８・・・固定部材、４２・・・直
流電源。
Claims (6)
- （１）冷却側に配置される冷却部と、接合部とから成り
、前記冷却部と前記接合部とを電気伝導材料にて一体的
に形成した冷却板と、 放熱側に配置される放熱部と、接合部とから成り、前記
放熱部と前記接合部とを電気伝導材料にて一体的に形成
した第１の放熱板と、 放熱側に配置される放熱部と、接合部とから成り、前記
放熱部と前記接合部とを電気伝導材料にて一体的に形成
した第２の放熱板と、 前記冷却板の接合部の一部と前記第１の放熱板の接合部
との間に電気的に接続される第１の半導体と、 前記冷却板の接合部の他部と前記第２の放熱板の接合部
との間に電気的に接続され、前記第１の半導体と異なる
種の第２の半導体と、 前記冷却板の接合部および前記第１，第２の放熱板の接
合部を介し、前記第１，第２の半導体に熱移動のための
電気エネルギーを供給する電源供給部と を備えた熱電式冷却装置。 - （２）前記第１の放熱板と第２の放熱板を絶縁固定する
第１の固定部材と、前記冷却板を絶縁固定する第２の固
定部材と、前記第１，第２の固定部材を保持する保持部
材とを設けた請求項１記載の熱電式冷却装置。 - （３）前記第１の半導体と第２の半導体を絶縁固定する
第３の固定部材を備え、前記保持部材は前記第１，第２
，第３の固定部材を保持する請求項２記載の熱電式冷却
装置。 - （４）放熱側に配置される放熱部と、接合部とから成り
、前記放熱部と接合部とを電気伝導材料にて一体的に形
成した放熱板と、 冷却側に配置される冷却部と、接合部とから成り、前記
冷却部と接合部とを電気伝導材料にて一体的に形成した
第１の冷却板と、 冷却側に配置される冷却部と、接合部とから成り、前記
冷却部と接合部とを電気伝導材料にて一体的に形成した
第２の冷却板と、 前記放熱板の接合部の一部と前記第１の冷却板の接合部
との間に電気的に接続される第１の半導体と、 前記放熱板の接合部の他部と前記第２の冷却板の接合部
との間に電気的に接続され、前記第１の半導体と異なる
種の第２の半導体と、 前記放熱板の接合部および前記第１，第２の冷却板の接
合部を介し、前記第１，第２の半導体に熱移動のための
電気エネルギーを供給する電源供給部と を備えた熱電式冷却装置。 - （５）前記第１の冷却板と第２の冷却板を絶縁固定する
第１の固定部材と、前記放熱板を絶縁固定する第２の固
定部材と、前記第１，第２の固定部材を保持する保持部
材とを設けた請求項４記載の熱電式冷却装置。 - （６）前記第１の半導体と第２の半導体を絶縁固定する
第３の固定部材を備え、前記保持部材は前記第１，第２
，第３の固定部材を保持する請求項５記載の熱電式冷却
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2985888A JPH01205451A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 熱電式冷却装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2985888A JPH01205451A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 熱電式冷却装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01205451A true JPH01205451A (ja) | 1989-08-17 |
Family
ID=12287665
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2985888A Pending JPH01205451A (ja) | 1988-02-10 | 1988-02-10 | 熱電式冷却装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01205451A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724818A (en) * | 1995-07-27 | 1998-03-10 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Thermoelectric cooling module and method for manufacturing the same |
| WO2005117153A1 (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Denso Corporation | 熱電変換装置およびその製造方法 |
| JP2006121006A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Denso Corp | 熱電変換装置およびその熱電変換装置の製造方法 |
| JP2006287066A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Denso Corp | 熱電変換装置およびその装置の製造方法 |
| JP2006294648A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Denso Corp | 熱電変換装置 |
-
1988
- 1988-02-10 JP JP2985888A patent/JPH01205451A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5724818A (en) * | 1995-07-27 | 1998-03-10 | Aisin Seiki Kabushiki Kaisha | Thermoelectric cooling module and method for manufacturing the same |
| WO2005117153A1 (ja) * | 2004-05-31 | 2005-12-08 | Denso Corporation | 熱電変換装置およびその製造方法 |
| JP2006121006A (ja) * | 2004-10-25 | 2006-05-11 | Denso Corp | 熱電変換装置およびその熱電変換装置の製造方法 |
| JP2006287066A (ja) * | 2005-04-01 | 2006-10-19 | Denso Corp | 熱電変換装置およびその装置の製造方法 |
| JP2006294648A (ja) * | 2005-04-05 | 2006-10-26 | Denso Corp | 熱電変換装置 |
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