(57)【要約】【課題】製造コストを増加させることなく発電効率を向上させる熱電モジュール、および熱電モジュールの製造方法の提供を目的とする。【解決手段】ｐ型熱電材料１１からなるｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電材料１２からなるｎ型熱電素子１２ａと、が少なくとも一つ以上交互に対向するよう配置され、対向面は、ｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電素子１２ａと、が直接接合される接合部１０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成されることを特徴とするものである。【選択図】図１
2010206024.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型熱電材料からなるｐ型熱電素子と、
ｎ型熱電材料からなるｎ型熱電素子と、
が少なくとも一つ以上交互に対向するよう配置され、
対向面は、
前記ｐ型熱電素子と、
前記ｎ型熱電素子と、
が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されることを特徴とする熱電モジュール。
【請求項２】
前記熱電モジュールは、
前記接合部が、前記対向面の一側と他側とに交互に形成されることを特徴とする請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項３】
前記熱電モジュールは、
前記離間部に断熱材を配設することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電モジュール。
【請求項４】
前記熱電モジュールは、電極を介して複数個直列に連結されて構成されることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の熱電モジュール。
【請求項５】
ｐ型熱電材料の粉末と、
ｎ型熱電材料の粉末と、
が成形型内に交互に対向するよう充填され、
対向面に、
前記ｐ型熱電材料の粉末と、
前記ｎ型熱電材料の粉末と、
が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されるように焼結されることを特徴とする熱電モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記離間部は、
断熱材が一体的に焼結されることを特徴とする請求項５に記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記接合部は、
前記ｐ型熱電材料の粉末と、前記ｎ型熱電材料の粉末と、の間に金属板を介して焼結されることを特徴とする請求項５または請求項６に記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記ｐ型熱電材料の粉末と、
前記ｎ型熱電材料の粉末と、
が成形型内に交互に対向するよう配置され、
対向面に、
前記ｐ型熱電材料の粉末と、
前記ｎ型熱電材料の粉末と、
が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されるように圧粉体を形成して焼結されることを特徴とする熱電モジュールの製造方法。
【請求項９】
複数の前記圧粉体が焼結時に電極を介して直列に接合されることを特徴とする請求項８に記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記ｐ型熱電材料の粉末、および前記ｎ型熱電材料の粉末の平均粒径は、１０μｍ以上１００μｍ以下の大きさに形成されることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一項に記載の熱電モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記ｐ型熱電材料の粉末の焼結体は、密度が前記ｐ型熱電材料の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に構成され、
前記ｎ型熱電材料の粉末の焼結体は、密度が前記ｎ型熱電材料の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に構成されることを特徴とする請求項５から請求項１０のいずれか一項に記載の熱電モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱電モジュール、および熱電モジュールの製造方法の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境負荷が低い新しいエネルギー変換技術のひとつとして熱電発電が注目されている。ｐ型熱電材料とｎ型熱電材料との組み合わせにより構成される熱電モジュールの両端を加熱、冷却することで生じる温度差を電気エネルギーに変換するゼーベック効果を利用するものである。しかし、熱電モジュールの発電効率は低く、単体では使用に耐え得る電力の発生は難しいという不具合があった。
【０００３】
そこで、使用可能な電力を得るために、ｐ型熱電材料とｎ型熱電材料とを金属電極板を介して複数個直列に接合させる技術は公知である。例えば公知文献１の如くである。
【０００４】
しかし、上述した特許文献に開示された構成では、多数の電極板が必要になる上に、熱電材料と電極板との間で熱損失が発生する。よって、製造コストが増加し、発電効率が低下するという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１７２３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させる熱電モジュール、および熱電モジュールの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１においては、ｐ型熱電材料からなるｐ型熱電素子と、ｎ型熱電材料からなるｎ型熱電素子と、が少なくとも一つ以上交互に対向するよう配置され、対向面は、前記ｐ型熱電素子と、前記ｎ型熱電素子と、が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されることを特徴とするものである。
【０００８】
請求項２においては、前記熱電モジュールは、前記接合部が、前記対向面の一側と他側とに交互に形成されることを特徴とするものである。
【０００９】
請求項３においては、前記熱電モジュールは、前記離間部に断熱材を配設することを特徴とするものである。
【００１０】
請求項４においては、前記熱電モジュールは、電極を介して複数個直列に連結されて構成されることを特徴とするものである。
【００１１】
請求項５においては、ｐ型熱電材料の粉末と、ｎ型熱電材料の粉末と、が成形型内に交互に対向するよう充填され、対向面に、前記ｐ型熱電材料の粉末と、前記ｎ型熱電材料の粉末と、が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されるように焼結されることを特徴とするものである。
【００１２】
請求項６においては、前記離間部は、断熱材が一体的に焼結されることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項７においては、前記接合部は、前記ｐ型熱電材料の粉末と、前記ｎ型熱電材料の粉末と、の間に金属板を介して焼結されることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項８においては、前記ｐ型熱電材料の粉末と、前記ｎ型熱電材料の粉末と、が成形型内に交互に対向するよう配置され、対向面に、前記ｐ型熱電材料の粉末と、前記ｎ型熱電材料の粉末と、が直接接合される接合部、および離間される離間部が形成されるように圧粉体を形成して焼結されることを特徴とするものである。
【００１５】
請求項９においては、複数の前記圧粉体が焼結時に電極を介して直列に接合されることを特徴とするものである。
【００１６】
請求項１０においては、前記ｐ型熱電材料の粉末、および前記ｎ型熱電材料の粉末の平均粒径は、１０μｍ以上１００μｍ以下の大きさに形成されることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１１においては、前記ｐ型熱電材料の粉末の焼結体は、密度が前記ｐ型熱電材料の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に構成され、前記ｎ型熱電材料の粉末の焼結体は、密度が前記ｎ型熱電材料の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に形成されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
本発明は、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させること、または製造コストを増加させることなく発電効率を向上させる熱電モジュールの製造が可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（ａ）本発明の第一実施形態に係る熱電モジュールを示す斜視図（ｂ）本発明の第一実施形態に係る熱電モジュールを複数個接合させた状態を示す斜視図。
【図２】図１（ａ）における熱電モジュールを電極板を介して複数個接合させた状態示す斜視図（ｂ）図１（ｂ）における熱電モジュールを電極板を介して複数個接合させた状態を示す斜視図。
【図３】本発明の第二実施形態に係る熱電モジュールを示す斜視図。
【図４】（ａ）本発明の第一実施形態に係るモジュールの製造方法を示す図（ｂ）図４（ａ）におけるＡ−Ａ断面図。
【図５】本発明の実施形態に係る熱電材料の鋳造材と焼結材との各平均粒径における性能指数比のグラフを示す図。
【図６】（ａ）本発明の実施形態に係るｐ型熱電材料の鋳造材と焼結材との各焼結密度における性能指数比のグラフを示す図。（ｂ）本発明の実施形態に係るｎ型熱電材料の鋳造材と焼結材との各焼結密度における性能指数比のグラフを示す図。
【図７】本発明の第二実施形態に係るモジュールの製造方法を示す図。
【図８】本発明の第三実施形態に係るモジュールの製造方法を示す図。
【図９】本発明の第三実施形態に係るｐ型熱電材料とｎ型熱電材料との接合部における金属板の有無による接合強度比のグラフを示す図。
【図１０】（ａ）本発明の第四実施形態に係る熱電モジュールの圧粉体を示す斜視図（ｂ）図１０（ａ）における熱電モジュールの圧粉体を電極板を介して複数個接合させた状態示す斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、図１および図２を用いて本発明に係る熱電モジュールの第一実施形態である熱電モジュール１０について説明する。
【００２２】
熱電モジュール１０は、図１（ａ）および図１（ｂ）に示すように、ｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電素子１２ａとから構成され、熱エネルギーを電子の流れに変換して発電するものである。
【００２３】
ｐ型熱電素子１１ａは、一部が加熱されると高温部から低温部へ正孔が移動する性質を有するものである。ｐ型熱電素子１１ａは、Ｆｅ−Ｖ−Ａｌ系材料を主な構成物質とするｐ型熱電材料１１から構成される。なお、ｐ型熱電素子１１ａの構成物質は本実施形態に限定するものではない。
【００２４】
ｎ型熱電素子１２ａは、一部が加熱されると高温部から低温部へ自由電子が移動する性質を有するものである。ｎ型熱電素子１２ａは、Ｆｅ−Ｖ−Ａｌ系材料を主な構成物質とするｎ型熱電材料１２から構成される。なお、ｎ型熱電素子１２ａの構成物質は本実施形態に限定するものではない。
【００２５】
熱電モジュール１０は、図１（ａ）に示すように、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａが一部離間して対向するように配置される。熱電モジュール１０は、対向面の一側端部にｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが直接接合している接合部１０ａが形成され、接合部１０ａ以外の対向面にｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが離間している離間部１０ｂが形成される。
【００２６】
また、熱電モジュール１０は、図１（ｂ）に示すように、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが複数直列に接合されてもよい。この場合、複数の接合部１０ａ・１０ａ・・は前記対向面の一側と他側とに交互に形成される。
【００２７】
熱電モジュール１０は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、発電される電力を増大させるために複数の熱電モジュール１０を電極板１３・１３・・を介して直列に連結して構成される。この際、複数の熱電モジュール１０は、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが隣り合うように配置され、隣り合う熱電モジュール１０同士のｐ型熱電素子１１ａの他側（反接合部１０ａ側）とｎ型熱電素子１２ａの他側（反接合部１０ａ側）とが電極板１３・１３・・を介して連結される。
【００２８】
このような構成により、他側（反接合部１０ａ側）を加熱した場合、ｐ型熱電素子１１ａ内の電子は、高温側の電極板１３方向に移動し、ｎ型熱電素子１２ａ内の電子は、低温側の接合部１０ａ方向に移動する。ｐ型熱電素子１１ａ内の電子は、電極板１３を通じてｎ型熱電素子１２ａ内に移動し、ｎ型熱電素子１２ａ内の電子は、接合部１０ａを通じてｐ型熱電素子１１ａ内に移動する。よって、熱電モジュール１０内に電子の流れ、すなわち電位差が生じる。また、一側（接合部１０ａ側）を加熱した場合、ｐ型熱電素子１１ａ内の電子は、高温側の接合部１０ａ方向に移動し、ｎ型熱電素子１２ａ内の電子は、低温側の電極板１３方向に移動する。
【００２９】
以上の如く、ｐ型熱電材料１１からなるｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電材料１２からなるｎ型熱電素子１２ａと、が少なくとも一つ以上交互に対向するよう配置され、対向面は、ｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電素子１２ａと、が直接接合される接合部１０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成されることを特徴とするものである。
【００３０】
また、熱電モジュール１０は、接合部１０ａが、対向面の一側と他側とに交互に形成されることを特徴とするものである。
【００３１】
また、熱電モジュール１０は、電極板１３を介して複数個直列に連結されて構成されることを特徴とするものである。
【００３２】
このように構成することで、電極板１３の個数を大幅に減少させるとともに、電極板１３とｐ型熱電素子１１ａおよびｎ型熱電素子１２ａとの接合面が減少し、前記接合面で発生する熱損失が低減する。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【００３３】
次に、図３を用いて本発明に係る熱電モジュールの第二実施形態である熱電モジュール２０について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００３４】
熱電モジュール２０は、図３に示すように、ｐ型熱電素子１１ａと、ｎ型熱電素子１２ａと、断熱材２４とから構成され、熱エネルギーによって発電するものである。
【００３５】
熱電モジュール２０は、図３に示すように、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａが一部離間して対向するように配置される。熱電モジュール２０は、対向面の一側端部にｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが直接接合している接合部１０ａが形成され、接合部１０ａ以外の対向面に断熱材２４が配設される。
【００３６】
このような構成により、他側（反接合部１０ａ側）を加熱した場合、ｐ型熱電素子１１ａ内の電子は、高温側の電極板１３方向に移動し、ｎ型熱電素子１２ａ内の電子は、低温側の接合部１０ａ方向に移動するが、ｐ型熱電素子１１ａおよびｎ型熱電素子１２ａからの放熱は抑制される。
【００３７】
以上の如く、熱電モジュール２０は、離間部１０ｂに断熱材２４を配設することを特徴とするものである。
このような構成により、ｐ型熱電素子１１ａおよびｎ型熱電素子１２ａからの放熱が抑制され、より大きな温度差を得ることができる。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【００３８】
次に、図４、図５および図６を用いて本発明に係る熱電モジュールの第一実施形態である熱電モジュール１０の製造方法について説明する。
【００３９】
熱電モジュール１０は、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、Ｆｅ−Ｖ−Ａｌ系材料から構成されるｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂとが成形型１００内において加圧および加熱されることで製造される。
【００４０】
粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、鋳造材であるｐ型熱電材料１１およびｎ型熱電材料１２がジョークラッシャー等の粉砕機によって粉砕されることで製造される。各熱電材料の粉末の製造方法は、水アトマイズ、またはガスアトマイズ等でもよく、本実施形態に限るものではない。
【００４１】
粉末１１ｂおよび粉末１２ｂの平均粒径は、図５に示すように、１０μｍ以上１００μｍ以下とする。平均粒径が１０μｍ以上１００μｍ以下の粉末１１ｂおよび粉末１２ｂを焼結させた焼結材は、従来の鋳造材料にくらべて性能指数Ｚが大きくなる。各粉末の平均粒径が１０μｍより小さい場合、焼結時の電気抵抗率が大きくなり性能指数Ｚが小さくなる。また、各粉末の平均粒径が１００μｍより大きい場合、焼結時の熱伝導率が大きくなり性能指数Ｚが小さくなる。
ここで性能指数Ｚとは、電気の流れやすさを示す熱電特性のひとつであり、熱電材料特有の因子であるゼーベック係数Ｓ、電気抵抗率σ、熱伝導係数κより下記の式で表される。
性能指数Ｚ＝Ｓ２／ρ／κ
性能指数Ｚを大きくするには、電気抵抗率σおよび熱伝導係数κが小さくすることが必要となる。
【００４２】
次に、粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、図４（ａ）に示すように、成形型１００内に充填される。成形型１００は、粉末１１ｂおよび粉末１２ｂが充填される充填室１０１が構成される。充填室１０１は、仕切板１０２によって、充填部１０１ａと充填部１０１ｂとが構成される。充填室１０１は、充填部１０１ａと充填部１０１ｂとが対向するように構成されるとともに、対向面の一側端部に充填部１０１ａと充填部１０１ｂとが連通される連通部１０１ｃが形成される。粉末１１ｂは充填部１０１ａに充填され、粉末１２ｂは充填部１０１ｂに充填され、連通部１０１ｃにおいて粉末１１ｂと粉末１２ｂとが密接する。
【００４３】
また、成形型１００は、充填室１０１が複数の充填部１０１ａと充填部１０１ａとから構成されてもよい。この場合、充填室１０１は、充填部１０１ａと充填部１０１ａとが交互に隣り合うように構成され、複数の連通部１０１ｃ・１０１ｃ・・は前記対向面の一側と他側とに交互に形成される。
【００４４】
次に、成形型１００内に充填された粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、図４（ｂ）に示すように、押し型１０３によって加圧されるとともに、図示しないヒーター等により加熱される。これにより、粉末１１ｂからｐ型熱電素子１１ａが形成され、粉末１２ｂからｎ型熱電素子１２ａが形成されるとともに、連通部１０１ｃにおいてｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが直接接合される。すなわち、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとは、直接接合される接合部１０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成され、熱電モジュール１０（図１（ａ）および図１（ｂ）参照）を構成する。
【００４５】
焼結体であるｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとの鋳造材に対する密度比は、図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、７５％以上９５％以下とする。各熱電素子の焼結体の密度比を７５％以上９５％以下とすることで従来の鋳造材料にくらべて性能指数Ｚが大きくなる。各熱電素子の焼結体の密度比が７５％より小さい場合、焼結体の電気抵抗率ρが大きくなり性能指数Ｚが小さくなる。また、各熱電素子の焼結体の密度比が９５％より大きい場合、焼結時の熱伝導率κが大きくなり性能指数Ｚが小さくなる。
【００４６】
以上の如く、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂと、が成形型１００内に交互に対向するよう充填され、対向面に、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂと、が直接接合される接合部１０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成されるように焼結されることを特徴とする熱電モジュール１０の製造方法である。
【００４７】
また、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂ、およびｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂの平均粒径は、１０μｍ以上１００μｍ以下の大きさに形成されることを特徴とする熱電モジュール１０の製造方法である。
【００４８】
また、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂの焼結体は、密度がｐ型熱電材料１１の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に構成され、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂの焼結体は、密度がｎ型熱電材料１２の鋳造材の密度の７５％以上９５％以下の範囲に構成されることを特徴とする熱電モジュール１０の製造方法である。
【００４９】
このように構成することで、電極板１３の個数を大幅に減少させるとともに、電極板１３とｐ型熱電素子１１ａおよびｎ型熱電素子１２ａとの接合面が減少し、前記接合面で発生する熱損失が低減する。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【００５０】
次に、図７を用いて本発明に係る熱電モジュールの第二実施形態である熱電モジュール２０の製造方法について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００５１】
粉末１１ｂおよび粉末１２ｂが成形型１００内に充填される。成形型１００は、粉末１１ｂおよび粉末１２ｂが充填される充填室１０１が構成される。充填室１０１は、セラミック板等で構成される断熱材２４によって、充填部１０１ａと充填部１０１ｂとが構成される。
【００５２】
次に、成形型１００内に充填された粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、押し型１０３によって加圧されるとともに、図示しないヒーター等により加熱される。これにより、粉末１１ｂからｐ型熱電素子１１ａが形成され、粉末１２ｂからｎ型熱電素子１２ａが形成されるとともに、連通部１０１ｃにおいてｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが直接接合される。また、断熱材２４は、粉末１１ｂおよび粉末１２ｂとともに焼結される。すなわち、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａと断熱材２４は、直接接合される接合部１０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成され、離間部１０ｂには、断熱材２４が一体的に焼結される熱電モジュール２０（図３参照）を構成する。
【００５３】
以上の如く、離間部１０ｂは、断熱材２４を介して焼結されることを特徴とする熱電モジュール２０の製造方法である。
【００５４】
このような構成により、ｐ型熱電素子１１ａおよびｎ型熱電素子１２ａからの放熱が抑制され、より大きな温度差を得ることができる。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【００５５】
次に、図８および図９を用いて本発明に係る熱電モジュールの第三実施形態である熱電モジュール３０の製造方法について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態および第二実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００５６】
粉末１１ｂおよび粉末１２ｂが成形型１００内に充填される。成形型１００は、粉末１１ｂおよび粉末１２ｂが充填される充填室１０１が構成される。充填室１０１は、仕切板１０２によって、充填部１０１ａと充填部１０１ｂとが構成される。ここで仕切板１０２に替えて断熱材２４としてもよい。粉末１１ｂは充填部１０１ａに充填され、粉末１２ｂは充填部１０１ｂに充填される。さらに、連通部１０１ｃにおいて粉末１１ｂと粉末１２ｂとの間に金属板３５を介在させる。金属板３５は、厚さが０．１ｍｍから０．５ｍｍ程度であり、熱電材料の焼結温度よりやや高い融点をもつものとする。
【００５７】
次に、成形型１００内に充填された粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、押し型１０３によって加圧されるとともに、図示しないヒーター等により加熱される。これにより、粉末１１ｂからｐ型熱電素子１１ａが形成され、粉末１２ｂからｎ型熱電素子１２ａが形成されるとともに、連通部１０１ｃにおいてｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとが金属板３５を介して接合される。すなわち、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとは、金属板３５を介して接合される接合部３０ａ、および離間される離間部１０ｂが形成され、熱電モジュール３０を構成する。
【００５８】
ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとの接合強度は、図９に示すように、金属板３５を介在させない場合と比較して２倍程度の強度を有する。これは、加熱時に金属板３５の溶融もしくは拡散が生じ、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとの空隙に金属板３５が浸透することで強度が向上するためである。
【００５９】
以上の如く、接合部３０ａは、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂと、の間に金属板３５を介して焼結されることを特徴とする熱電モジュール３０の製造方法である。
【００６０】
このような構成により、ｐ型熱電素子１１ａとｎ型熱電素子１２ａとの接合強度を向上させることができる。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【００６１】
次に、図１０を用いて本発明に係る熱電モジュールの第四実施形態である熱電モジュール４０の製造方法について説明する。なお、以下の実施形態において、既に説明した第一実施形態および第二実施形態と同様の点に関しては同一符号を付してその具体的説明を省略し、相違する部分を中心に説明する。
【００６２】
成形型１００内に充填された粉末１１ｂおよび粉末１２ｂは、押し型１０３によって加圧される（図４（ａ）、図４（ｂ）参照）。これにより、図１０（ａ）に示すように、粉末１１ｂから圧粉体１１ｃが形成され、粉末１２ｂから圧粉体１２ｃが形成されるとともに、連通部１０１ｃにおいて圧粉体１１ｃと圧粉体１２ｃとが直接接合される。すなわち、圧粉体１１ｃと圧粉体１２ｃとは、直接接合される接合部４０ａ、および離間される離間部４０ｂが形成され、圧粉体モジュール４０ｃを構成する。
【００６３】
圧粉体モジュール４０ｃは、図示しないヒーター等で焼結させることで熱電モジュール４０が形成される。また、この際、図１０（ｂ）に示すように、複数の圧粉体モジュール４０ｃを圧粉体１１ｃと圧粉体１２ｃとが隣り合うよう導電性の電極板１３・１３・・を介して直列に配置した後に焼結してもよい。こうすることで、圧粉体モジュール４０ｃが焼結されると同時に、隣り合う圧粉体１１ｃと圧粉体１２ｃとが電極板１３によって接合される。すなわち、複数の熱電モジュール４０が電極板１３・１３・・を介して直列に連結される。
【００６４】
以上の如く、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂと、が成形型１００内に交互に対向するよう配置され、対向面に、ｐ型熱電材料１１の粉末１１ｂと、ｎ型熱電材料１２の粉末１２ｂと、が直接接合される接合部４０ａ、および離間される離間部４０ｂが形成されるように圧粉体４０ｃを形成して焼結されることを特徴とする熱電モジュール４０の製造方法である。
【００６５】
また、複数の圧粉体４０ｃが焼結時に電極１３を介して直列に接合されることを特徴とする熱電モジュール４０の製造方法である。
【００６６】
このような構成により、圧粉体４０ｃを焼結すると同時に熱電モジュール４０を複数個連結することが出来る。これにより、製造コストを増加させることなく発電効率を向上させることができる。
【符号の説明】
【００６７】
１０    熱電モジュール
１０ａ  接合部
１０ｂ  離間部
１１    ｐ型熱電材料
１１ａ  ｐ型熱電素子
１２    ｎ型熱電材料
１２ａ  ｎ型熱電素子
【図１】
2010206024.tif 000003
【図２】
2010206024.tif 000004
【図３】
2010206024.tif 000005
【図４】
2010206024.tif 000006
【図５】
2010206024.tif 000007
【図６】
2010206024.tif 000008
【図７】
2010206024.tif 000009
【図８】
2010206024.tif 000010
【図９】
2010206024.tif 000011
【図１０】
2010206024.tif 000012