JPH09321349A - 熱電気変換装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱電変換素子の破損の無い信頼性の高いもの
とする。 【解決手段】 吸熱対象A との接合面の裏面に電極を形
成してなる熱交換基板20と、加熱対象B との接合面の裏
面に電極を形成してなる熱交換基板21と、両電極間に挟
持接合される複数の熱電変換素子とを備える熱電気変換
装置2 において、熱電変換素子と電極との接合部を摺動
可能接触構造とした。また、熱電変換素子を円柱状と成
すとともに、両電極に、円柱状の熱電変換素子の円筒面
を挟持するための平行な平面を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、吸熱対象と加熱対
象との温度差の大きい熱電気変換装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】Ｐ型半導体とＮ型半導体とを禁則を介し
て接合してＰＮ素子対を形成し、この接合部に流れる電
流の方向によって、一方の端部が発熱するとともに他方
の端部が冷却するペルチェ効果を利用した熱電変換素子
は、小型で構造が簡単なことから、様々な装置に対して
幅広い利用が期待されている。

【０００３】この様な熱電変換素子を多数個集めサーモ
モジュールとして構成した熱電気変換装置１は、図１１
に示すように、吸熱対象との接合面の裏面に電極１０ａ
を形成してなる熱交換基板１０と、加熱対象との接合面
の裏面に電極１１ａを形成してなる熱交換基板１１と、
前記両電極１０ａ，１１ａ間に挟持接合される複数の熱
電変換素子１２，…とを備える。

【０００４】熱交換基板１０，１１としては、例えば、
アルミナセラミックス基板などの熱伝導性の良好な絶縁
性基板が用いられる。また、電極１０ａ，１１ａは、そ
れぞの熱交換基板の対向面にパターン形成された銅板な
どであり、各熱電変換素子１２，…を挟持接合して、そ
れぞれの熱電変換素子１２，…を直列接続する。熱電変
換素子１２は、対向する電極１０ａ，１１ａ間に挟持接
合され、半田などの導電性接着剤（図示せず）を介して
固着される。

【０００５】ところで、熱交換効率の増大を図るには、
熱交換基板を熱伝導性の良好な絶縁性材料で構成する必
要がある。また、熱電変換素子の熱歪みによる劣化を防
止するには、熱交換基板を熱膨張率の小さなもので構成
する必要がある。しかしながら、従来から、熱交換基板
材料として、アルミナセラミックス基板が用いられてい
る。アルミナセラミックス基板は線膨張係数７×１０^-6
／°Ｃと大きい。そして、該アルミナセラミックス基板
に線膨張係数１６．５×１０^-6／°Ｃの銅電極が形成さ
れる。

【０００６】従って、高温側のアルミナセラミックス基
板はかなり膨張するし、低温側のアルミナセラミックス
基板はかなり収縮する。よって、アルミナセラミックス
基板の周縁近傍部の熱電変換素子にあっては、熱電変換
素子と電極との間に大きな応力が加わり、熱電変換素子
が破損したりする。そこで、応力を緩和するために、ア
ルミナセラミックス基板を分割構造としたり、アルミナ
セラミックス基板を用いること無く、電極のみで構成す
るスケルトン構造にしたりする方法が採られているが、
構造が複雑になる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】つまり、従来の熱電気
変換装置にあっては、吸熱対象に接合する熱交換基板と
加熱対象に接合する熱交換基板との温度差が大きくなる
に伴い、熱電変換素子の破損や脱落が生じたりするとい
う問題点があった。

【０００８】本発明は、上記の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、吸熱対象に
接合する熱交換基板と加熱対象に接合する熱交換基板と
の温度差が大きい場合でも、熱電変換素子が破損したり
脱落したりしない、信頼性の高い熱電気変換装置を提供
することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題点を
解決するため、請求項１記載の発明にあっては、吸熱対
象との接合面の裏面に電極を形成してなる熱交換基板
と、加熱対象との接合面の裏面に電極を形成してなる熱
交換基板と、前記両電極間に挟持接合される複数の熱電
変換素子とを備える熱電気変換装置において、前記熱電
変換素子と前記電極との接合部を摺動可能接触構造とし
たことを特徴とする。

【００１０】請求項２記載の発明にあっては、前記摺動
可能接触構造は、同曲率の、熱電変換素子に形成した凹
面と、電極に形成した凸面とにより構成したことを特徴
とする。

【００１１】請求項３記載の発明にあっては、前記摺動
可能接触構造は、同曲率の、熱電変換素子に形成した凸
面と、電極に形成した凹面とにより構成したことを特徴
とする。

【００１２】請求項４記載の発明にあっては、前記凸面
と前記凹面とはそれぞれ球面であることを特徴とする。

【００１３】請求項５記載の発明にあっては、前記熱電
変換素子の摺動部近傍に絶縁性の過剰回動抑止部を設け
たことを特徴とする。

【００１４】請求項６記載の発明にあっては、吸熱対象
との接合面の裏面に電極を形成してなる熱交換基板と、
加熱対象との接合面の裏面に電極を形成してなる熱交換
基板と、前記両電極間に挟持接合される複数の熱電変換
素子とを備える熱電気変換装置において、前記熱電変換
素子を円柱状となすとともに、前記両電極に、前記円柱
状の熱電変換素子の円筒面を挟持するための平行な平面
を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項７記載の発明にあっては、前記円柱
状の熱電変換素子に、流通電流を遮断するための絶縁面
を設けたことを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る熱電気変換装
置の、第１の実施の形態を図１〜図３に基づいて、第２
の実施の形態を図４および図５に基づいて、第３の実施
の形態を図６〜図８に基づいて、第４の実施の形態を図
９および図１０に基づいて、それぞれ詳細に説明する。

【００１７】〔第１の実施の形態〕図１は熱電気変換装
置の用い方を示す断面側面図である。図２は熱電気変換
装置の要部を示す説明図であり、図２（ａ）は電極と熱
電変換素子との接合を示す要部断面側面図、図２（ｂ）
は熱電変換素子の形状を示す斜視図、図２（ｃ）は電極
の形状を示す要部斜視図である。図３は他の熱電変換素
子の形状を示す斜視図である。

【００１８】図１に示すように、熱電気変換装置２は、
例えば、吸熱対象に相当する冷却部Ａと加熱対象に相当
する放熱部Ｂとの間に、挟持されるように配設される。
熱電気変換装置２は、通電することにより、熱を冷却部
Ａから放熱部Ｂへ移送する。また、熱電気変換装置２に
対する過大挟持力の防止および熱交換効率の向上のため
に、蔓巻バネＣ，Ｄを介しビスＥを用いて冷却部Ａと放
熱部Ｂとを連結することによって、熱電気変換装置２の
一方の面は程良い力で常に冷却部Ａに密着し、且つ、熱
電気変換装置２の他方の面は程良い力で常に放熱部Ｂに
密着するようにされている。

【００１９】熱電気変換装置２は、冷却部Ａに密着する
熱交換基板２０と、放熱部Ｂに密着する熱交換基板２１
とを備える。熱交換基板２０は、冷却部Ａとの接合面の
裏面に、図２（ａ）に示すような銅製の電極２０ａを複
数備える。また、熱交換基板２１は、放熱部Ｂとの接合
面の裏面に、図２（ａ）に示すような銅製の電極２１ａ
を複数備える。

【００２０】電極２０ａは平面視略正方形の凹部２０ｂ
を備える。凹部２０ｂの底面２０ｃは凸状円筒面に成形
されている。電極２１ａは平面視略正方形の凹部２１ｂ
を備える。凹部２１ｂの底面２１ｃは凸状円筒面に成形
されている。凹部２０ｂと凹部２１ｂとはそれぞれ対向
している。底面２０ｃの凸状円筒面の軸と底面２１ｃの
凸状円筒面の軸とは、平行にされている。なお、電極２
０ａの凹部２０ｂの近傍、および、電極２１ａの凹部２
１ｂの近傍の形状は、図２（ｃ）に示すようにされてい
る。

【００２１】熱電変換素子２２は、図２（ｂ）に示すよ
うに、断面略正方形の棒状に成形されている。熱電変換
素子２２の断面は、電極２０ａ，２１ａの平面視略正方
形の凹部２０ｂ，２１ｂよりも、余裕を以て小さくされ
ている。熱電変換素子２２の両端面は、それぞれ凹状円
筒面２２ａ，２２ｂに成形され、凹状円筒面２２ａ，２
２ｂの軸は平行にされている。また、熱電変換素子２２
の両端の凹状円筒面２２ａ，２２ｂの曲率と、電極２０
ａの凹部２０ｂの底面２０ｃの凸状円筒面の曲率と、電
極２１ａの凹部２１ｂの底面２１ｃの凸状円筒面の曲率
とは、それぞれ等しくされている。

【００２２】このような熱電変換素子２２の端部２２ａ
は電極２０ａの凹部２０ｂに挿入され、端部２２ｂは電
極２１ａの凹部２１ｂに挿入され、熱電変換素子２２は
蔓巻バネＣ，Ｄの付勢力を以て電極２０ａと電極２１ａ
とで挟持される。また、それぞれの円筒面は滑らかに仕
上げ加工がなされている。

【００２３】従って、熱交換基板２０が熱収縮し、且
つ、熱交換基板２１が熱膨張し、例えば、図２（ａ）に
示す矢印の方向に応力が加わった場合、熱電変換素子２
２の凹状円筒面をなす端面２２ａは、電極２０ａの凹部
２０ｂの底面２０ｃの凸状円筒面を摺動回動でき、熱電
変換素子２２の凹状円筒面をなす端面２２ｂは、電極２
１ａの凹部２１ｂの底面２１ｃの凸状円筒面を摺動回動
できる。

【００２４】また、図２（ａ）に示す矢印の方向と直交
する方向（円筒面の軸方向）に応力が加わった場合、熱
電変換素子２２の凹状円筒面をなす端面２２ａは、電極
２０ａの凹部２０ｂの底面２０ｃの凸状円筒面を摺動し
て平行移動でき、熱電変換素子２２の凹状円筒面をなす
端面２２ｂは、電極２１ａの凹部２１ｂの底面２１ｃの
凸状円筒面を摺動して平行移動できる。

【００２５】つまり、上述のような熱電気変換装置２に
あっては、熱交換基板２０，２１が線膨張係数の大きい
アルミナセラミックス基板などであって、しかも、利用
のされ方として熱交換基板２０，２１の温度差が大きく
ても、熱電変換素子２２が破損したり脱落したりするこ
とのない、信頼性の高いものにできる。

【００２６】なお、熱電変換素子の両端面２２ａ，２２
ｂを図３に示すように凹状球面にするとともに、電極２
０ａの凹部２０ｂの底面２０ｃと電極２１ａの凹部２１
ｂの底面２１ｃとを、同曲率の凸状球面にすることがで
きる。この場合、それぞれの熱交換基板が、各平面の何
方の方向に熱収縮したり熱膨張したりしても、熱電変換
素子の一方の凹状球面の端面は、一方の電極の凹部の底
面の凸状球面を摺動回動でき、熱電変換素子の他方の凹
状球面の端面は、他方の電極の凹部の底面の凸状球面を
摺動回動できる。つまり、熱電気変換装置を、熱電変換
素子が破損したり脱落したりすることのない、信頼性の
高いものにできる。

【００２７】〔第２の実施の形態〕図４は熱電気変換装
置の要部を示す説明図であり、図４（ａ）は電極と熱電
変換素子との接合を示す要部断面側面図、図４（ｂ）は
熱電変換素子の形状を示す斜視図、図４（ｃ）は電極の
形状を示す斜視図である。図５は他の熱電変換素子の形
状を示す要部斜視図である。なお、前述の第１の実施の
形態の熱電気変換装置と同等の部分には同じ符号を付し
てあるので、同じ符号を付した部分の詳細な説明は省略
する。

【００２８】図４に示すように、この熱電気変換装置
が、前述の第１の実施の形態の熱電気変換装置と異なり
特徴となるのは次の構成である。すなわち、前述の第１
の実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａ
の凹部２０ｂの底面２０ｃおよび電極２１ａの凹部２１
ｂの底面２１ｃを凸状円筒面あるいは球面に成形すると
ともに、熱電変換素子２２の両端面２２ａ，２２ｂを凹
状円筒面あるいは球面に成形しているのに対し、第２の
実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａの
凹部２０ｂの底面２０ｄおよび電極２１ａの凹部２１ｂ
の底面２１ｄを凹状円筒面に成形するとともに、熱電変
換素子２２の両端面２２ｃ，２２ｄを凸状円筒面に成形
し、且つ、両端面２２ｃ，２２ｄの凸状円筒面の軸を平
行にしている構成である。なお、電極２０ａの凹部２０
ｂの近傍、および、電極２１ａの凹部２１ｂの近傍の形
状は、図４（ｃ）に示すようにされている。

【００２９】このような熱電変換素子２２の端部２２ｃ
は電極２０ａの凹部２０ｂに挿入され、端部２２ｄは電
極２１ａの凹部２１ｂに挿入され、熱電変換素子２２は
蔓巻バネＣ，Ｄ（図１に示す）の付勢力を以て電極２０
ａと電極２１ａとで挟持される。また、それぞれの円筒
面は滑らかに仕上げ加工がなされている。

【００３０】従って、冷却部側の熱交換基板が熱収縮
し、且つ、放熱部側の熱交換基板が熱膨張し、例えば、
図４（ａ）に示す矢印の方向に応力が加わった場合、熱
電変換素子２２の凸状円筒面をなす端面２２ｃは、電極
２０ａの凹部２０ｂの底面２０ｄの凹状円筒面を摺動回
動でき、熱電変換素子２２の凸状円筒面をなす端面２２
ｄは、電極２１ａの凹部２１ｂの底面２１ｄの凹状円筒
面を摺動回動できる。

【００３１】つまり、上述のような熱電気変換装置にあ
っては、熱交換基板が線膨張係数の大きいアルミナセラ
ミックス基板などであって、しかも、利用のされ方とし
て、冷却部側の熱交換基板と放熱部側の熱交換基板との
温度差が大きくても、熱電変換素子２２が破損したり脱
落したりすることのない、信頼性の高いものにできる。
しかもこの場合、前述の第１の実施の形態の熱電気変換
装置に比べて、電極２０ａの凹部２０ｂの側面と底面２
０ｄとのなす角および熱電変換素子２２のエッジは鈍角
となり、振動などの衝撃でも熱電変換素子２２の欠けが
防止できる利点がある。

【００３２】なお、熱電変換素子２２の両端面２２ｃ，
２２ｄを図５に示すように凸状球面にするとともに、電
極２０ａの凹部２０ｂの底面２０ｄと電極２１ａの凹部
２１ｂの底面２１ｄとを凹状球面にすることができる。
勿論、それぞれの球面は同曲率とされる。この場合、そ
れぞれの熱交換基板が、各平面の何方の方向に熱収縮し
たり熱膨張したりしても、熱電変換素子の一方の凸状球
面の端面は、一方の電極の凹部の底面の凹状球面を摺動
回動でき、熱電変換素子の他方の凸状球面の端面は、他
方の電極の凹部の底面の凹状球面を摺動回動できる。つ
まり、熱電気変換装置を、熱電変換素子が破損したり脱
落したりすることのない、信頼性の高いものにできる。

【００３３】〔第３の実施の形態〕図６は熱電気変換装
置の要部を示す説明図であり、図６（ａ）は電極と熱電
変換素子との接合を示す要部断面側面図、図６（ｂ）は
熱電変換素子の形状を示す斜視図、図６（ｃ）は電極の
形状を示す斜視図である。図７は熱電変換素子の動作を
示す断面側面図、図８は他の熱電変換素子の形状を示す
斜視図である。なお、前述の第２の実施の形態の熱電気
変換装置と同等の部分には同じ符号を付してあるので、
同じ符号を付した部分の詳細な説明は省略する。

【００３４】図６に示すように、この熱電気変換装置
が、前述の第２の実施の形態の熱電気変換装置と異なり
特徴となるのは次の構成である。すなわち、前述の第２
の実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａ
の凹部２０ｂの底面２０ｄおよび電極２１ａの凹部２１
ｂの底面２１ｄを凹状円筒面あるいは球面に成形すると
ともに、熱電変換素子２２の両端面２２ｃ，２２ｄを凸
状円筒面あるいは球面に成形しているのに対し、第３の
実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａの
平面部に凹状円筒面部２０ｅを、電極２１ａの平面部に
凹状円筒面部２１ｅを、それぞれ直接に成形するととも
に、熱電変換素子２２の両端面の中央部に凸状円筒面を
なす導電摺動部２２ｅ，２２ｆをそれぞれ成形し、且
つ、導電摺動部２２ｅ，２２ｆの凸状円筒面の軸を平行
にし、更に、導電摺動部２２ｅ，２２ｆの周縁面全体に
硬質の絶縁層２２ｇを形成している構成である。

【００３５】なお、電極２０ａの凹状円筒面部２０ｅの
近傍および電極２１ａの凹状円筒面部２１ｅの近傍の形
状は、図６（ｃ）に示すようにされている。また、凹状
円筒面部２０ｅ，２１ｅ，導電摺動部２２ｅ，２２ｆの
それぞれの円筒面の曲率は等しくされている。

【００３６】このような、熱電変換素子２２の一端部の
導電摺動部２２ｅは電極２０ａの凹状円筒面部２０ｅに
挿入され、熱電変換素子２２の他端部の導電摺動部２２
ｆは電極２１ａの凹状円筒面部２１ｅに挿入され、熱電
変換素子２２は蔓巻バネＣ，Ｄ（図１に示す）の付勢力
を以て電極２０ａと電極２１ａとで挟持される。また、
それぞれの円筒面は滑らかに仕上げ加工がなされてい
る。

【００３７】従って、冷却部側の熱交換基板が熱収縮
し、且つ、放熱部側の熱交換基板が熱膨張し、例えば、
図６（ａ）に示す矢印の方向に応力が加わった場合、変
位が小さいうちは、熱電変換素子２２の導電摺動部２２
ｅは、電極２０ａの凹状円筒面部２０ｅを摺動回動で
き、熱電変換素子２２の導電摺動部２２ｆは、電極２１
ａの凹状円筒面部２１ｅを摺動回動できる。また、例え
ば図７に示すように、変位が大きくなり、電極２０ａが
右に電極２１ａが左に、熱電変換素子２２の導電摺動部
２２ｅ，２２ｆの摺動範囲を超える変位があると、熱電
変換素子２２は過剰回動抑止部に相当する対角の角部２
２Ｐ，２２Ｐを支点として、回動するようになり、導電
摺動部２２ｅは電極２０ａから離隔するとともに導電摺
動部２２ｆは電極２１ａから離隔し、熱電変換素子２２
の通電が遮断し、熱電変換素子２２は熱移送機能を停止
して、現在以上の熱収縮および熱膨張の影響を防止す
る。

【００３８】つまり、上述のような熱電気変換装置にあ
っては、熱交換基板が線膨張係数の大きいアルミナセラ
ミックス基板などであって、しかも、利用のされ方とし
て、冷却部側の熱交換基板と放熱部側の熱交換基板との
温度差が大きくても、熱電変換素子２２が破損したり脱
落したりすることのない、信頼性の高いものにできる。
また、熱収縮および熱膨張による変位が所定以上なると
熱電変換素子２２の熱移送機能を停止させることがで
き、冷却部側の熱交換基板と放熱部側の熱交換基板との
温度差が、所定温度差以上に拡大することを防止でき
る、熱電気変換装置とすることができる。

【００３９】なお、熱電変換素子２２を円柱状のものに
し、熱電変換素子２２の両端面２２ｅ，２２ｆを図８に
示すように凸状球面にするとともに、電極２０ａの凹状
円筒面部２０ｅと電極２１ａの凹状円筒面部２１ｅと
を、凹状球面にすることができる。勿論、それぞれの球
面は同曲率とされる。この場合、それぞれの熱交換基板
が、各平面の何方の方向に熱収縮したり熱膨張したりし
ても、熱電変換素子の一方の凸状球面の端面は、一方の
電極の凹部の底面の凹状球面を摺動回動でき、熱電変換
素子の他方の凸状球面の端面は、他方の電極の凹部の底
面の凹状球面を摺動回動できる。更に、熱収縮および熱
膨張による変位が所定以上なると熱電変換素子２２の熱
移送機能を停止させることができる。つまり、熱電気変
換装置を、熱電変換素子が破損したり脱落したりするこ
とのない、信頼性の高いものにできる。

【００４０】〔第４の実施の形態〕図９は熱電気変換装
置の要部を示す説明図であり、図９（ａ）は電極と熱電
変換素子との接合を示す要部断面側面図、図９（ｂ）は
熱電変換素子の形状を示す斜視図である。図１０は他の
熱電変換素子の形状を示す要部斜視図である。なお、前
述の第３の実施の形態の熱電気変換装置と同等の部分に
は同じ符号を付してあるので、同じ符号を付した部分の
詳細な説明は省略する。

【００４１】図９に示すように、この熱電気変換装置
が、前述の第３の実施の形態の熱電気変換装置と異なり
特徴となるのは次の構成である。すなわち、前述の第３
の実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａ
の平面部に凹状円筒面部２０ｅを、電極２１ａの平面部
に凹状円筒面部２１ｅを、それぞれ直接に成形するとと
もに、熱電変換素子２２の両端面の中央部に凸状円筒面
あるいは球面をなす導電摺動部２２ｅ，２２ｆをそれぞ
れ成形し、更に、導電摺動部２２ｅ，２２ｆの周縁面全
体に硬質の絶縁層２２ｇを形成しているのに対し、第４
の実施の形態の熱電気変換装置にあっては、電極２０ａ
に段平面部２０ｆを、電極２１ａに段平面部２１ｆを成
形するとともに、熱電変換素子２２を円柱状に成形し、
段平面部２０ｆと段平面部２１ｆとで円柱状の熱電変換
素子２２の円筒面を挟持する構成である。そして、円柱
状の熱電変換素子２２は、蔓巻バネＣ，Ｄ（図１に示
す）の付勢力を以て電極２０ａと電極２１ａとで挟持さ
れる。

【００４２】従って、冷却部側の熱交換基板が熱収縮
し、且つ、放熱部側の熱交換基板が熱膨張し、例えば、
図９（ａ）に示す矢印の方向に応力が加わった場合、円
柱状の熱電変換素子２２は転がることができ、剪断応力
が加わるようなことを無くすことができる。つまり、上
述のような熱電気変換装置にあっては、熱交換基板が線
膨張係数の大きいアルミナセラミックス基板などであっ
て、しかも、利用のされ方として、冷却部側の熱交換基
板と放熱部側の熱交換基板との温度差が大きくても、熱
電変換素子２２が破損したり脱落したりすることのな
い、信頼性の高いものにできる。

【００４３】なお、図１０に示すように、熱電変換素子
２２は、円柱状に成形するとともに、この円柱状に成形
した熱電変換素子２２の円筒面に、この円筒面の軸に平
行な帯状の絶縁部２２ｈを形成することができる。この
場合、円柱状の熱電変換素子２２が転がり、絶縁部２２
ｈが電極２０ａまたは電極２１ａと接触するようになる
と、熱電変換素子２２の通電が遮断し、熱電変換素子２
２の熱移送機能を停止させることができ、冷却部側の熱
交換基板と放熱部側の熱交換基板との温度差が所定以上
に拡大することを防止できる、熱電気変換装置とするこ
とができる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、熱電変換
素子と電極との接合部を摺動可能接触構造としたので、
吸熱対象に接合する熱交換基板と加熱対象に接合する熱
交換基板との温度差が大きい場合でも、熱電変換素子と
電極とが摺動し、熱電変換素子に大きな応力が加わら
ず、熱電変換素子が破損したり脱落したりすることのな
い信頼性の高い熱電気変換装置を提供できるという効果
を奏する。

【００４５】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、熱電変換素子と電極とが同曲
率の面で接触するので、接触面積を大きくすることがで
き、接触抵抗損失の少ない、熱電気変換装置を提供でき
るという効果を奏する。

【００４６】請求項３記載の発明によれば、請求項１記
載の発明の効果に加えて、熱電変換素子のエッジ部を鈍
角にすることができ、エッジ部からの破損の少ない、更
に信頼性の高い熱電気変換装置を提供できるという効果
を奏する。

【００４７】請求項４記載の発明によれば、請求項２ま
たは請求項３記載の発明の効果に加えて、熱交換基板の
面内のあらゆる方向の変位に対して、略等しい条件で熱
電変換素子を摺動回動できる、熱電気変換装置を提供で
きるという効果を奏する。

【００４８】請求項５記載の発明によれば、請求項２乃
至４記載の発明の効果に加えて、熱収縮および熱膨張に
よる熱交換基板相互の所定以上の変位に対し、通電を遮
断し熱移送機能を停止させて、所定以上の熱交換基板相
互の温度差を防止できる、熱電気変換装置を提供できる
という効果を奏する。

【００４９】請求項６記載の発明によれば、熱電変換素
子の転がりで、熱収縮および熱膨張による熱交換基板相
互の変位に対する応力を逃がすことができ、熱電変換素
子が破損したり脱落したりすることのない、信頼性の高
い熱電気変換装置を提供できるという効果を奏する。

【００５０】請求項７記載の発明によれば、請求項６記
載の発明の効果に加えて、熱収縮および熱膨張による熱
交換基板相互の所定以上の変位に対し、通電を遮断し熱
移送機能を停止させて、所定以上の熱交換基板相互の温
度差を防止できる、熱電気変換装置を提供できるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る熱電気変換装置の用い方を示す断
面側面図である。

【図２】本発明に係る第１の実施の形態の熱電気変換装
置の要部を示す説明図である。

【図３】上記熱電気変換装置の他の熱電変換素子の形状
を示す斜視図である。

【図４】本発明に係る第２の実施の形態の熱電気変換装
置の要部を示す説明図である。

【図５】上記熱電気変換装置の他の熱電変換素子の形状
を示す斜視図である。

【図６】本発明に係る第３の実施の形態の熱電気変換装
置の要部を示す説明図である。

【図７】上記熱電気変換装置の熱電変換素子の動作を示
す断面側面図である。

【図８】上記熱電気変換装置の他の熱電変換素子の形状
を示す斜視図である。

【図９】本発明に係る第４の実施の形態の熱電気変換装
置の要部を示す説明図である。

【図１０】上記熱電気変換装置の他の熱電変換素子の形
状を示す斜視図である。

【図１１】従来の熱電気変換装置を示す斜視図である。

【符号の説明】

２ 熱電気変換装置 ２０ 熱交換基板 ２０ａ 電極 ２０ｃ 電極に形成した凸面 ２０ｄ 電極に形成した凹面 ２１ 熱交換基板 ２１ａ 電極 ２１ｃ 電極に形成した凸面 ２１ｄ 電極に形成した凹面 ２２ 熱電変換素子 ２２ａ 熱電変換素子に形成した凹面 ２２ｂ 熱電変換素子に形成した凹面 ２２ｃ 熱電変換素子に形成した凸面 ２２ｄ 熱電変換素子に形成した凸面 ２２ｈ 流通電流を遮断するための絶縁面 ２２ｐ 過剰回動抑止部 Ａ 吸熱対象 Ｂ 加熱対象

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸熱対象との接合面の裏面に電極を形成
   してなる熱交換基板と、加熱対象との接合面の裏面に電
   極を形成してなる熱交換基板と、前記両電極間に挟持接
   合される複数の熱電変換素子とを備える熱電気変換装置
   において、前記熱電変換素子と前記電極との接合部を摺
   動可能接触構造としたことを特徴とする熱電気変換装
   置。
2. 【請求項２】 前記摺動可能接触構造は、同曲率の、熱
   電変換素子に形成した凹面と、電極に形成した凸面とに
   より構成したことを特徴とする請求項１記載の熱電気変
   換装置。
3. 【請求項３】 前記摺動可能接触構造は、同曲率の、熱
   電変換素子に形成した凸面と、電極に形成した凹面とに
   より構成したことを特徴とする請求項１記載の熱電気変
   換装置。
4. 【請求項４】 前記凸面と前記凹面とはそれぞれ球面で
   あることを特徴とする請求項２または３記載の熱電気変
   換装置。
5. 【請求項５】 前記熱電変換素子の摺動部近傍に絶縁性
   の過剰回動抑止部を設けたことを特徴とする請求項２乃
   至４記載の熱電気変換装置。
6. 【請求項６】 吸熱対象との接合面の裏面に電極を形成
   してなる熱交換基板と、加熱対象との接合面の裏面に電
   極を形成してなる熱交換基板と、前記両電極間に挟持接
   合される複数の熱電変換素子とを備える熱電気変換装置
   において、前記熱電変換素子を円柱状となすとともに、
   前記両電極に、前記円柱状の熱電変換素子の円筒面を挟
   持するための平行な平面を設けたことを特徴とする熱電
   気変換装置。
7. 【請求項７】 前記円柱状の熱電変換素子に、流通電流
   を遮断するための絶縁面を設けたことを特徴とする請求
   項６記載の熱電気変換装置。