JPH10284761A - 熱電変換装置 - Google Patents
熱電変換装置Info
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- JPH10284761A JPH10284761A JP9085167A JP8516797A JPH10284761A JP H10284761 A JPH10284761 A JP H10284761A JP 9085167 A JP9085167 A JP 9085167A JP 8516797 A JP8516797 A JP 8516797A JP H10284761 A JPH10284761 A JP H10284761A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】熱電変換素子が配置された空間のシールを行う
に、シール作用する部材には反力が生じないシール構造
を得る。 【解決手段】熱電変換素子１１の配置された空間を、シ
ート状の熱硬化性の接着材１７，１８を用いてシールす
る。この結果、接着材は、接着機能を発揮する前は、弾
性を有するが、外部からの荷重を加えながら熱硬化させ
ると、接着機能を発揮する熱硬化後にはこの接着材は一
旦溶融した後に硬化していることから、この接着材から
は、外部からの荷重に対する反力を消失させてシール機
能を発揮できる。又接着材はシート状であることから、
液状の接着材の如く流れ易くないため、接着も容易にな
る。
に、シール作用する部材には反力が生じないシール構造
を得る。 【解決手段】熱電変換素子１１の配置された空間を、シ
ート状の熱硬化性の接着材１７，１８を用いてシールす
る。この結果、接着材は、接着機能を発揮する前は、弾
性を有するが、外部からの荷重を加えながら熱硬化させ
ると、接着機能を発揮する熱硬化後にはこの接着材は一
旦溶融した後に硬化していることから、この接着材から
は、外部からの荷重に対する反力を消失させてシール機
能を発揮できる。又接着材はシート状であることから、
液状の接着材の如く流れ易くないため、接着も容易にな
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、熱電変換素子を用いた
熱電変換装置に関するものであり、特に、熱電変換素子
が配置された空間をシールする構造に係るものである。
熱電変換装置に関するものであり、特に、熱電変換素子
が配置された空間をシールする構造に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】熱電変換素子の作用により低温部が形成
され、その低温部に結露が発生し、この結露は、熱電変
換素子の電気的絶縁に悪影響を及ぼすことから、熱電変
換素子が配置された空間をシールする必要がある。
され、その低温部に結露が発生し、この結露は、熱電変
換素子の電気的絶縁に悪影響を及ぼすことから、熱電変
換素子が配置された空間をシールする必要がある。
【０００３】熱電変換素子が配置された空間をシールす
る構造を有する熱電変換装置としては、例えば実開昭５
５−１２６１７７号公報に示される如きものがある。こ
れは弾性を有するリング状のＯリングを使用して、外部
からの荷重を加えてこのＯリングを押圧してシール作用
を発揮させているものである。
る構造を有する熱電変換装置としては、例えば実開昭５
５−１２６１７７号公報に示される如きものがある。こ
れは弾性を有するリング状のＯリングを使用して、外部
からの荷重を加えてこのＯリングを押圧してシール作用
を発揮させているものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術に示した
ような、弾性を有するリング状のＯリングを使用して、
外部からの荷重を加えてこのＯリングを押圧してシール
作用を発揮させるシール構造を有する熱電変換装置にお
いては、良好なシール性を保持するにはこのＯリングに
適正なつぶし代が要求される。このつぶし代はＯリング
と熱電変換素子の寸法差によって決まるが、その寸法バ
ラツキによるつぶし代の大小によってＯリングに発生す
る反力にもバラツキが生じることになる。一方、熱電変
換素子から熱交換器への熱伝導性を良好にするには、熱
電変換素子と熱交換器とを密着すべく熱電変換素子にも
適正な荷重が加わることを要求されるもので、その荷重
が少ないと熱電変換素子と熱交換器との間の熱伝導性が
損なわれるし、荷重が大きすぎると熱電変換素子が破損
してしまうこととなる。従って、外部から荷重を加えて
熱電変換装置を組み立てる場合にはこのＯリングの反力
にバラツキが生じることとなり、その結果、良好なシー
ル性および熱電変換素子と熱交換器との間の熱伝導性が
得られにくいものであった。
ような、弾性を有するリング状のＯリングを使用して、
外部からの荷重を加えてこのＯリングを押圧してシール
作用を発揮させるシール構造を有する熱電変換装置にお
いては、良好なシール性を保持するにはこのＯリングに
適正なつぶし代が要求される。このつぶし代はＯリング
と熱電変換素子の寸法差によって決まるが、その寸法バ
ラツキによるつぶし代の大小によってＯリングに発生す
る反力にもバラツキが生じることになる。一方、熱電変
換素子から熱交換器への熱伝導性を良好にするには、熱
電変換素子と熱交換器とを密着すべく熱電変換素子にも
適正な荷重が加わることを要求されるもので、その荷重
が少ないと熱電変換素子と熱交換器との間の熱伝導性が
損なわれるし、荷重が大きすぎると熱電変換素子が破損
してしまうこととなる。従って、外部から荷重を加えて
熱電変換装置を組み立てる場合にはこのＯリングの反力
にバラツキが生じることとなり、その結果、良好なシー
ル性および熱電変換素子と熱交換器との間の熱伝導性が
得られにくいものであった。
【０００５】故に、本発明は、上記実情に鑑みてなされ
たものであり、熱電変換素子が配置された空間のシール
を行うに、シール作用する部材に反力が生じないシール
構造とすることを技術的課題とするものである。
たものであり、熱電変換素子が配置された空間のシール
を行うに、シール作用する部材に反力が生じないシール
構造とすることを技術的課題とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記技術的課題を解決す
るために、請求項１において講じた発明は、熱電変換素
子の配置された空間を、シート状の熱硬化性の接着材を
用いてシールした熱電変換装置としたことである。
るために、請求項１において講じた発明は、熱電変換素
子の配置された空間を、シート状の熱硬化性の接着材を
用いてシールした熱電変換装置としたことである。
【０００７】上記発明によれば、熱硬化性の接着材にて
シールしたことにより、この接着材は、接着機能を発揮
する前は、弾性を有するが、外部からの荷重を加えなが
ら熱を加えると、この接着材は一旦溶融した後に硬化し
ていることから、この接着材は外部からの荷重に対する
反力が生じることなく、シール機能を発揮できる。又接
着材はシート状であることから、液状の接着材の如く流
れ易くないため、熱電変換装置の組立も容易になる。
シールしたことにより、この接着材は、接着機能を発揮
する前は、弾性を有するが、外部からの荷重を加えなが
ら熱を加えると、この接着材は一旦溶融した後に硬化し
ていることから、この接着材は外部からの荷重に対する
反力が生じることなく、シール機能を発揮できる。又接
着材はシート状であることから、液状の接着材の如く流
れ易くないため、熱電変換装置の組立も容易になる。
【０００８】また、上記技術的課題を解決するに当た
り、請求項２において講じた発明のように、請求項１に
おいて、前記接着材は、基布に含浸した接着材であるこ
とを特徴とする熱電変換装置とすることが好ましい。
り、請求項２において講じた発明のように、請求項１に
おいて、前記接着材は、基布に含浸した接着材であるこ
とを特徴とする熱電変換装置とすることが好ましい。
【０００９】請求項２の発明によれば、接着材は基布に
含浸されているため、接着材のシート状化が容易となる
ものである。
含浸されているため、接着材のシート状化が容易となる
ものである。
【００１０】また、上記技術的課題を解決するに当た
り、請求項３において講じた発明のように、請求項１に
おいて、前記接着材は、前記熱電変換素子を内包するケ
ースと加熱面又は冷却面として作用する少なくとも一方
となる熱交換器との間を接着することを特徴とする熱電
変換装置とすることが好ましい。
り、請求項３において講じた発明のように、請求項１に
おいて、前記接着材は、前記熱電変換素子を内包するケ
ースと加熱面又は冷却面として作用する少なくとも一方
となる熱交換器との間を接着することを特徴とする熱電
変換装置とすることが好ましい。
【００１１】請求項３の発明によれば、ケースを使用す
ることにより、接着材の薄型化が可能になる。
ることにより、接着材の薄型化が可能になる。
【００１２】また、上記技術的課題を解決するに当た
り、請求項４において講じた発明のように、請求項３に
おいて、前記ケースは、前記加熱面となる一方の熱交換
器と前記冷却面となる他方の熱交換器との間に配設され
るとともに、前記ケースと前記両熱交換器との間を前記
接着材にて接着することを特徴とする熱電変換装置とす
ることが好ましい。
り、請求項４において講じた発明のように、請求項３に
おいて、前記ケースは、前記加熱面となる一方の熱交換
器と前記冷却面となる他方の熱交換器との間に配設され
るとともに、前記ケースと前記両熱交換器との間を前記
接着材にて接着することを特徴とする熱電変換装置とす
ることが好ましい。
【００１３】請求項４の発明によれば、ケースと両熱交
換器との間を接着材にて接着することから、熱電変換素
子と両熱交換器との密着を良好にでき、熱電変換素子と
両熱交換器との間の熱伝導性を良好にできる。
換器との間を接着材にて接着することから、熱電変換素
子と両熱交換器との密着を良好にでき、熱電変換素子と
両熱交換器との間の熱伝導性を良好にできる。
【００１４】また、上記技術的課題を解決するに当た
り、請求項５において講じた発明のように、請求項３に
おいて、前記接着材が熱硬化する前の状態では、前記ケ
ースと前記接着材との高さの和は前記熱電素子の高さよ
りも大きいことを特徴とする熱電変換装置とすることが
好ましい。
り、請求項５において講じた発明のように、請求項３に
おいて、前記接着材が熱硬化する前の状態では、前記ケ
ースと前記接着材との高さの和は前記熱電素子の高さよ
りも大きいことを特徴とする熱電変換装置とすることが
好ましい。
【００１５】請求項５の発明によれば、接着材の熱硬化
前に接着材に荷重を加えこの荷重の作用にて熱電変換素
子と熱交換器との密着を確保できるため、接着材にて良
好なシール性の確保及び熱電変換素子と熱交換器との間
の熱伝導性が良好になる。
前に接着材に荷重を加えこの荷重の作用にて熱電変換素
子と熱交換器との密着を確保できるため、接着材にて良
好なシール性の確保及び熱電変換素子と熱交換器との間
の熱伝導性が良好になる。
【００１６】また、上記技術的課題を解決するに当た
り、請求項６において講じた発明のように、請求項４に
おいて、接着材とケースとの間に、前熱電変換素子へ通
電するコネクタを位置させたことを特徴とする熱電変換
装置とすることが好ましい。
り、請求項６において講じた発明のように、請求項４に
おいて、接着材とケースとの間に、前熱電変換素子へ通
電するコネクタを位置させたことを特徴とする熱電変換
装置とすることが好ましい。
【００１７】請求項６の発明によれば、コネクタと熱交
換器との間の電気的絶縁を行うために特別の絶縁材を配
する必要もなくなる。
換器との間の電気的絶縁を行うために特別の絶縁材を配
する必要もなくなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態を
図面に基づいて説明する。
図面に基づいて説明する。
【００１９】図に示す熱電変換装置１０は、ビスマステ
ルル等の半導体材料から形成されてペルチェ効果を生じ
る複数の熱電変換素子１１を有し、この複数の熱電変換
素子１１は電気的に接続されている。この熱電変換素子
１１の上下方向の両側には、熱電変換素子１１に熱を奪
われて冷却される冷却面として作用する熱伝導性が良好
なる例えばアルミニウム製の熱交換器１２と、熱電変換
素子１１からの熱が運ばれ加熱面として作用する熱伝導
性が良好なる例えばアルミニウム製の熱交換器１３が配
されている。熱交換器１３には放熱効果を発揮するため
の放熱用フイン１４が形成されている。熱電変換素子１
１と両熱交換器１２，１３との間は電気的絶縁がされて
おり、この電気的絶縁は熱伝導性を良好にすることも考
慮して熱交換器１２，１３の冷却面及び加熱面がアルマ
イト処理されている。又このアルマイト処理に代えて、
熱電変換素子１１と両熱交換器１２，１３との間にシリ
コン樹脂系のシートを配設しても良い。熱電変換素子１
１は両熱交換器１２，１３のうちのいづれか一方なお図
示では熱交換器１２に熱伝導性が良好なる例えばシリコ
ン樹脂系接着材１５にて固定されるている。このシリコ
ン樹脂系接着材１５は電気的絶縁性があることから、前
述した熱交換器１２と熱電変換素子との間の電気的絶縁
を省くことができるものである。ケース１６は熱電変換
素子１１を内包するするもので筒状に形成されており、
ケース１６と熱交換器１２との間及びケース１６と熱交
換器１３との間は、ケース１６の軸方向の端面に沿って
延びるとともに熱電変換素子１１が配置される空間をシ
ールするためのシート状の熱硬化性の接着材１７及び１
８にて接着されている。接着材１７は熱交換器１１に形
成された溝２２に装着された例を示す。ケース１６は熱
伝導性を抑えるために、合成樹脂性が好ましい。接着材
１７，１８も熱伝導性を抑えるためにエポキシ樹脂系接
着材が好ましく例えばガラス性基布にエポキシ樹脂系接
着材を含浸させてシート状に形成したものが好ましい。
接着材１７，１８が熱硬化する前の状態において、ケー
ス１６と接着材１７，１８との和の高さ（図で上下方
向）は熱電変換素子１１の高さよりも高くなるように設
定されて、熱電変換素子１１と熱交換器１３との間に隙
間が生じる。この接着材１７及び１８は熱硬化前は弾性
を有することから、この接着材１７及び１８に対して外
部から荷重を加えて接着材１７及び１８を押圧してたわ
ませることにより熱電変換素子１１と熱交換器１３との
間の隙間をなくして熱電変換素子１１と熱交換器１３と
を密着させる。そしてケース１６と熱交換器１２及び熱
交換器１３との接着のために接着材１７及び１８に熱を
加えて接着材１７及び１８を一旦溶融して乾燥硬化され
るもので、接着材１７及び１８には外部から加えられた
荷重に対する反力は溶融時に消失してその接着が行わな
われることから、熱電変換素子１１が配置される空間の
シールを保持できる。従って、接着材１７及び１８の熱
硬化後は前述の外部から加えられた荷重を保持しなくと
も接着材１７及び１８による接着にてシール性を保持で
きることから、金属等と比較して強度が構造体として充
分でない熱電変換素子に対して衝撃を加える方向に前述
の外部からの荷重は作用するが、接着材１７，１８及び
ケース１６の使用により、熱電変換素子はこの衝撃から
回避することができる。又、熱電変換素子１１へ通電を
行うコネクタ１９は電気伝導性に優れた例えば銅等にて
形成され、このコネクタ１９はケース１６と接着材１７
または１８の内のいづれか一方なお図示ではケース１６
と接着材１７との間に配されて、接着材１７による電気
的絶縁にて、コネクタ１９は近接する熱交換器１２との
電気的絶縁ができる。このコネクタ１９とケース１６と
の間の周辺は例えばシリコンゴム等のコーキング材２０
を装填してシール性を向上させるのが好ましい。２１は
コネクタ１９に接続されるリード線を示す。
ルル等の半導体材料から形成されてペルチェ効果を生じ
る複数の熱電変換素子１１を有し、この複数の熱電変換
素子１１は電気的に接続されている。この熱電変換素子
１１の上下方向の両側には、熱電変換素子１１に熱を奪
われて冷却される冷却面として作用する熱伝導性が良好
なる例えばアルミニウム製の熱交換器１２と、熱電変換
素子１１からの熱が運ばれ加熱面として作用する熱伝導
性が良好なる例えばアルミニウム製の熱交換器１３が配
されている。熱交換器１３には放熱効果を発揮するため
の放熱用フイン１４が形成されている。熱電変換素子１
１と両熱交換器１２，１３との間は電気的絶縁がされて
おり、この電気的絶縁は熱伝導性を良好にすることも考
慮して熱交換器１２，１３の冷却面及び加熱面がアルマ
イト処理されている。又このアルマイト処理に代えて、
熱電変換素子１１と両熱交換器１２，１３との間にシリ
コン樹脂系のシートを配設しても良い。熱電変換素子１
１は両熱交換器１２，１３のうちのいづれか一方なお図
示では熱交換器１２に熱伝導性が良好なる例えばシリコ
ン樹脂系接着材１５にて固定されるている。このシリコ
ン樹脂系接着材１５は電気的絶縁性があることから、前
述した熱交換器１２と熱電変換素子との間の電気的絶縁
を省くことができるものである。ケース１６は熱電変換
素子１１を内包するするもので筒状に形成されており、
ケース１６と熱交換器１２との間及びケース１６と熱交
換器１３との間は、ケース１６の軸方向の端面に沿って
延びるとともに熱電変換素子１１が配置される空間をシ
ールするためのシート状の熱硬化性の接着材１７及び１
８にて接着されている。接着材１７は熱交換器１１に形
成された溝２２に装着された例を示す。ケース１６は熱
伝導性を抑えるために、合成樹脂性が好ましい。接着材
１７，１８も熱伝導性を抑えるためにエポキシ樹脂系接
着材が好ましく例えばガラス性基布にエポキシ樹脂系接
着材を含浸させてシート状に形成したものが好ましい。
接着材１７，１８が熱硬化する前の状態において、ケー
ス１６と接着材１７，１８との和の高さ（図で上下方
向）は熱電変換素子１１の高さよりも高くなるように設
定されて、熱電変換素子１１と熱交換器１３との間に隙
間が生じる。この接着材１７及び１８は熱硬化前は弾性
を有することから、この接着材１７及び１８に対して外
部から荷重を加えて接着材１７及び１８を押圧してたわ
ませることにより熱電変換素子１１と熱交換器１３との
間の隙間をなくして熱電変換素子１１と熱交換器１３と
を密着させる。そしてケース１６と熱交換器１２及び熱
交換器１３との接着のために接着材１７及び１８に熱を
加えて接着材１７及び１８を一旦溶融して乾燥硬化され
るもので、接着材１７及び１８には外部から加えられた
荷重に対する反力は溶融時に消失してその接着が行わな
われることから、熱電変換素子１１が配置される空間の
シールを保持できる。従って、接着材１７及び１８の熱
硬化後は前述の外部から加えられた荷重を保持しなくと
も接着材１７及び１８による接着にてシール性を保持で
きることから、金属等と比較して強度が構造体として充
分でない熱電変換素子に対して衝撃を加える方向に前述
の外部からの荷重は作用するが、接着材１７，１８及び
ケース１６の使用により、熱電変換素子はこの衝撃から
回避することができる。又、熱電変換素子１１へ通電を
行うコネクタ１９は電気伝導性に優れた例えば銅等にて
形成され、このコネクタ１９はケース１６と接着材１７
または１８の内のいづれか一方なお図示ではケース１６
と接着材１７との間に配されて、接着材１７による電気
的絶縁にて、コネクタ１９は近接する熱交換器１２との
電気的絶縁ができる。このコネクタ１９とケース１６と
の間の周辺は例えばシリコンゴム等のコーキング材２０
を装填してシール性を向上させるのが好ましい。２１は
コネクタ１９に接続されるリード線を示す。
【００２０】なお、本発明の実施の形態では、シート状
の熱硬化性の接着材は熱交換器との接着を行う場合を示
したが、熱交換器との接着に限定されるものでなく、熱
電変換素子が配置される空間を形成する部材の空隙部分
を接着すれば、足りるもので、又熱電変換素子を内包す
るケースを設けなくとも、シート状の熱硬化性の接着材
にて、熱電変換素子を内包するようにしてもよいことは
明らかである。又、熱電変換素子はペルチェ効果を発揮
する素子としての説明をしたが、熱電変換素子をゼーべ
ック効果を発揮する素子として使用することは可能であ
る。
の熱硬化性の接着材は熱交換器との接着を行う場合を示
したが、熱交換器との接着に限定されるものでなく、熱
電変換素子が配置される空間を形成する部材の空隙部分
を接着すれば、足りるもので、又熱電変換素子を内包す
るケースを設けなくとも、シート状の熱硬化性の接着材
にて、熱電変換素子を内包するようにしてもよいことは
明らかである。又、熱電変換素子はペルチェ効果を発揮
する素子としての説明をしたが、熱電変換素子をゼーべ
ック効果を発揮する素子として使用することは可能であ
る。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明は、熱電変換素子
が配置された空間のシールを行うに、シール作用する部
材には反力が生じないシール構造とすることができ、良
好なシール性が容易に得ることができるものである。
が配置された空間のシールを行うに、シール作用する部
材には反力が生じないシール構造とすることができ、良
好なシール性が容易に得ることができるものである。
【図１】本発明の実施の形態の一例における熱電変換装
置の断面図である。
置の断面図である。
１０・・・熱電変換装置、 １１・・・熱電変換素子 １７、１８・・・シート状の熱硬化性の接着材
Claims (6)
- 【請求項１】 熱電変換素子の配置された空間を、シー
ト状の熱硬化性の接着材を用いてシールした熱電変換装
置。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記接着材は、基布に含浸した接着材であることを特徴
とする熱電変換装置。 - 【請求項３】 請求項１において、 前記接着材は、前記熱電変換素子を内包するケースと加
熱面又は冷却面として作用する少なくとも一方となる熱
交換器との間を接着することを特徴とする熱電変換装
置。 - 【請求項４】 請求項３において、 前記ケースは、前記加熱面となる一方の熱交換器と前記
冷却面となる他方の熱交換器との間に配設されるととも
に、前記ケースと前記両熱交換器との間を前記接着材に
て接着することを特徴とする熱電変換装置。 - 【請求項５】 請求項３において、 前記接着材が熱硬化する前の状態では、前記ケースと前
記接着材との高さの和は前記熱電素子の高さよりも大き
いことを特徴とする熱電変換装置。 - 【請求項６】 請求項４において、 前記接着材と前記ケースとの間に、前記熱電変換素子へ
通電するコネクタを位置させたことを特徴とする熱電変
換装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516797A JP3968669B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 熱電変換装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP08516797A JP3968669B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 熱電変換装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10284761A true JPH10284761A (ja) | 1998-10-23 |
| JP3968669B2 JP3968669B2 (ja) | 2007-08-29 |
Family
ID=13851115
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP08516797A Expired - Fee Related JP3968669B2 (ja) | 1997-04-03 | 1997-04-03 | 熱電変換装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3968669B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013033810A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Fujitsu Ltd | 熱電変換モジュール |
| WO2017179735A1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | ヤマハ株式会社 | 熱電変換モジュールパッケージ |
-
1997
- 1997-04-03 JP JP08516797A patent/JP3968669B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013033810A (ja) * | 2011-08-01 | 2013-02-14 | Fujitsu Ltd | 熱電変換モジュール |
| WO2017179735A1 (ja) * | 2016-04-15 | 2017-10-19 | ヤマハ株式会社 | 熱電変換モジュールパッケージ |
| CN109075245A (zh) * | 2016-04-15 | 2018-12-21 | 雅马哈株式会社 | 热电转换模块封装 |
| JPWO2017179735A1 (ja) * | 2016-04-15 | 2019-02-07 | ヤマハ株式会社 | 熱電変換モジュールパッケージ |
| US20190081226A1 (en) * | 2016-04-15 | 2019-03-14 | Yamaha Corporation | Thermoelectric conversion module package |
| US10665768B2 (en) | 2016-04-15 | 2020-05-26 | Yamaha Corporation | Thermoelectric conversion module package |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3968669B2 (ja) | 2007-08-29 |
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