(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放電電極を冷却して生成した結露水に電圧を印加することで帯電微粒子水を生成する静電霧化装置において、
それぞれの一端部が吸熱部となり且つ他端部が放熱部となる一対の熱電素子部と、
熱電素子部の吸熱部同士を電気接続して冷却部となる接合部材と、
接合部材に設けられた放電電極と、
一対の熱電素子部の放熱部に一対一で接続されて且つ電気入力部を一部に有する導電性材料から成る放熱用通電部材と、
嵌合又は埋設により放熱用通電部材を相互に固定する支持部材と
を備え、
電気入力部に入力された電流を該放熱用通電部材を介して熱電素子部に通電可能とした
ことを特徴とする静電霧化装置。
【請求項２】
前記接合部材と前記放電電極とが一体に設けられた請求項１記載の静電霧化装置。
【請求項３】
前記放熱用通電部材の熱電素子部が接続された側の支持部材からの突出基部間の距離が、前記一対の熱電素子部間の距離よりも大きくなるように設けられた請求項１または請求項２のいずれかに記載の静電霧化装置。
【請求項４】
前記放熱用通電部材が前記支持部材の嵌合又は埋設された面に沿った方向で且つ互いに相反する方向に屈曲され、この相反する方向に屈曲した先端が支持部材から突出し、この突出した部位に電気入力部が位置して成る請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項５】
前記放熱用通電部材が板ばね材で形成された請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項６】
前記支持部材は、前記放熱用通電部材のそれぞれの電気入力部に電気的に接続される導電性部材を有し、該導電性部材の少なくとも一部に前記電気入力部に電流を入力するための給電部が形成された請求項１乃至請求項３、請求項５のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項７】
前記放熱用通電部材の電気入力部の一部が前記導電性部材と電気的に接続され、この電気入力部の一部とは別の部分が、前記給電部と選択的に給電可能に形成された請求項６記載の静電霧化装置。
【請求項８】
前記放熱用通電部材の電気入力部が、該電気入力部に電気接続される被接続部に対して着脱可能に形成された請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項９】
前記一対の放熱用通電部材のうち、正の入力部側の放熱用通電部材の電気入力部と、負の入力部側の放熱用通電部材の電気入力部とが異なる形状となった請求項８記載の静電霧化装置。
【請求項１０】
前記放電電極と対向する位置に対向電極を備えている請求項２乃至請求項９のいずれか一項に記載の静電霧化装置。
【請求項１１】
前記請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載された静電霧化装置を製造するための製造方法であって、リードフレームに接続された状態の放熱用通電部材を形成する工程と、このリードフレームに接続された状態の放熱用通電部材に前記支持部材が一体成形される工程と、支持部材が一体成形された放熱用通電部材がリードフレームから切り離される工程とを備えたことを特徴とする静電霧化装置の製造方法。
【請求項１２】
前記放熱用通電部材に、熱電素子部が取り付けられるランド部が形成された請求項１１記載の静電霧化装置の製造方法。
【請求項１３】
前記放熱用通電部材が、ランド部と支持部材により支持された支持部位との間の一部に、その他の部分よりも断面積の小さい狭小部を備えた請求項１２記載の静電霧化装置の製造方法。
【請求項１４】
前記支持部材に、放熱用通電部材と熱電素子部とをはんだ接合する工具を挿通するための挿通孔を設けた請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項に記載の静電霧化装置の製造方法。
【請求項１５】
それぞれの一端部が吸熱部となり且つ他端部が放熱部となる一対の熱電素子部と、
熱電素子部の吸熱部同士を電気接続して冷却部となる接合部材と、
一対の熱電素子部の放熱部に一対一で接続されて且つ電気入力部を一部に有する導電性材料から成る放熱用通電部材と、
嵌合又は埋設により放熱用通電部材を相互に固定する支持部材と
を備え、
電気入力部に入力された電流を該放熱用通電部材を介して熱電素子部に通電可能とした
ことを特徴とするペルチェユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、帯電微粒子水を発生させる静電霧化装置及びその製造方法、ならびに冷却対象物を冷却するペルチェユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、帯電微粒子水を発生させることのできる静電霧化装置として、放電電極を冷却して生成した結露水に電圧を印加することによって帯電微粒子水を生成するものが知られている（例えば特許文献１参照）。この特許文献１に示された静電霧化装置は、図１７に示すようなもので、ペルチェユニットの冷却効果によって放電電極９０が冷却されるようになっている。放電電極９０が冷却されることによって、この放電電極９０表面に結露水が生成される。そしてこの状態で放電電極９０に高電圧が印加されることにより、結露水に静電霧化現象が生じてナノメータサイズの粒径の帯電微粒子水が生成される。
【０００３】
図１７に基づいて詳しく説明すると、多数の熱電素子９１が両側から回路板９２で挟み込まれることによって熱交換ブロック９３が構成されている。回路板９２は、絶縁基板９４の片面に回路パターン９５を形成したものであって、一方の回路板９２の回路パターン９５によって熱電素子９１の放熱側の端部同士を電気接続させ、他方の回路板９２の回路パターン９５によって熱電素子９１の吸熱側の端部同士を電気接続させている。
【０００４】
上記熱交換ブロック９３の吸熱側の回路板９２に熱伝導性の冷却板９６を接続させ、この冷却板９６上に放電電極９０を接続させている。また、上記熱交換ブロック９３の放熱側の回路板９２に放熱部材９７を接続させている。
【０００５】
そして、熱電素子９１に電流を供給するためのリード線９８が放熱部材９７に沿って外部まで引き出され、このリード線９８を介して熱電素子９１に通電させる。
【０００６】
上記構成の静電霧化装置においては、熱電素子９１の吸熱側が回路パターン９５、絶縁基板９４、冷却板９６を経て、放電電極９０を冷却させる。冷却によって放電電極９０の表面には結露水が生成される。放電電極９０には高圧リード線９９を接続させており、該高圧リード線を介して放電電極９０表面の結露水に高電圧を印加することで、静電霧化現象によって帯電微粒子水を生成させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−０００８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、熱電素子９１の放熱側に着目すると、上記のように、熱電素子９１を回路パターン９５が形成された回路板９２に接続させた上で、この回路板９２に放熱部材９７を接続させ、しかも、この回路板９２には、熱電素子９１に通電を図るためのリード線９８を配設する必要があるためリード線９８を引き出すための構造を設ける必要がある。このため、放熱側だけ見ても、構造が複雑になってしまい装置全体の大型化を招いてしまう。
【０００９】
また、熱電素子９１の吸熱側に着目しても、熱電素子９１と放電電極９０との間には多数の界面（熱電素子９１と回路パターン９５の界面、回路パターン９５と絶縁基板９４の界面、絶縁基板９４と冷却板９６の界面、冷却板９６と放電電極９０の界面）が存在し、この多数の界面が、放電電極９０の冷却効率を低下させる要因となっていた。そのため、結露水生成のための十分な冷却能力を確保するには熱電素子９１を多数配置する必要があり、この点においても、装置全体の大型化を招くとともに、省エネルギー化にも限界があるという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明者らは上記従来の問題を解決すべく、図１８に示すような構成の静電霧化装置を開発した。
【００１１】
この静電霧化装置は、放電電極２１の冷却部となるペルチェユニットが以下のように構成されている。つまり、一対の熱電素子１３の吸熱側の端部同士が放電電極２１を介して電気接続されると共に、熱電素子１３の放熱側のそれぞれの端部が棒状で細長い放熱用通電部材３に接続されている。そして、この放熱用通電部材３を介して熱電素子１３に通電するようにしたペルチェユニットを備えた静電霧化装置を開発した。
【００１２】
このような構成の静電霧化装置によれば、吸熱側においては、上記のような多数の界面を減少させることができて、冷却効率を向上させることができるようになった。そのうえ、放熱側においては、放熱用の部材と給電用の部材とを一部材で兼用したから、装置全体をコンパクトにできて、より一層の小型化を図ることができるようになった。しかし一方で、装置落下時や電気入力用のリード線接合時などのように、この放熱用通電部材３の熱電素子１３が接続された側とは反対側の端部に僅かにでも外力が負荷された場合には、放熱用通電部材３が細長い部材で構成されているため、熱電素子１３に応力が集中してしまい、この結果、熱電素子１３が損壊してしまいやすい場合が生じ得るという問題があった。
【００１３】
そこで、本発明者らはさらにこの点を解消するべく、図１９に示すような構成を考え出した。
【００１４】
すなわち、このペルチェユニットは、上記の構成のペルチェユニットに加えて、放熱用通電部材３の熱電素子１３を接続した側とは反対側の端部近傍が、筐体４ａと固着一体化されたものである。詳しく説明すると、一対の放熱用通電部材３をまとめて挿通できる大径の取付穴１００が静電霧化装置の筐体４ａに穿設され、この取付穴１００に一対の放熱用通電部材３をまとめて挿通した状態で接着剤１０１を流し込み、これらが固着一体化されるようにした。
【００１５】
このような構成の静電霧化装置によれば、放熱用通電部材３が接着剤１０１を介して筐体により固定されるため、この放熱用通電部材３に外力がかかった場合であっても、一対の放熱用通電部材３相互の位置関係を保つことができ、熱電素子１３近傍に応力集中が発生するのを防止できる。しかしながら、このものにおいては、取付穴１００が一対の放熱用通電部材３を共に挿通できる程に大きく形成されているため、条件によっては筐体４ａに対する放熱用通電部材３の正確な位置決めが困難となる場合があり、一方、位置決め精度を高めると生産性が低下する場合が生じ得るという新たな問題が生ずるものとなっていた。
【００１６】
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、十分な冷却能力を保持したうえで、装置全体の小型化や省エネルギー化を実現でき、しかも、外力に対して壊れにくく、且つ、製造に当たって生産性を向上させることのできる静電霧化装置及びその製造方法及びペルチェユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するために本発明の静電霧化装置及びその製造方法及びペルチェユニットは以下の構成を備えている。
【００１８】
すなわち、請求項１に係る発明は、放電電極２１を冷却して生成した結露水に電圧を印加することで帯電微粒子水を生成する静電霧化装置Ｂである。それぞれの一端部が吸熱部１１となり且つ他端部が放熱部１２となる一対の熱電素子部１と、熱電素子部１の吸熱部１１同士を電気接続して冷却部２２となる接合部材２と、該接合部材２に設けられた放電電極２１と、一対の熱電素子部１の放熱部１２に一対一で接続されて且つ電気入力部３１を一部に有する導電性材料から成る放熱用通電部材３と、嵌合又は埋設により放熱用通電部材３を相互に固定する支持部材４とを備えている。そして、電気入力部３１に入力された電流を該放熱用通電部材３を介して熱電素子部１に通電可能とした。
【００１９】
このように、放熱用通電部材３によって放熱と通電とをともに行なう構成とすることで、放電電極２１を冷却する放熱部分と電気を入力する給電部分とをよりコンパクトな構成とすることができて、静電霧化装置Ｂの小型化を図ることができる。さらに、本発明の静電霧化装置Ｂは、放熱用通電部材３を支持部材４に対して嵌合又は埋設により支持されるように構成されているから、組み立てに際して支持部材４に対する放熱用通電部材３の正確な位置決めが簡単且つ確実にできるうえに、放熱用通電部材３を強固に固定できて熱電素子１３近傍に発生する応力集中を抑制でき、これにより、熱電素子１３の損壊を防止することができる。
【００２０】
また、請求項２に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記接合部材２と前記放電電極２１とが一体に設けられている。
【００２１】
このように、冷却対象である放電電極２１を介して、該放電電極２１を冷却するための一対の熱電素子部１の通電を行なうようにしたことで、熱電素子部１と放電電極２１との間に多数の界面が介在することがなくなり、放電電極２１の冷却効率が向上する。そのため、熱電素子部１を構成するために多数の熱電素子１３を配置する必要がなくなり、静電霧化装置Ｂ全体の小型化や、省エネルギー化が実現される。
【００２２】
また、請求項３に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１または請求項２のいずれかに係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記放熱用通電部材３の熱電素子部１が接続された側の支持部材４からの突出基部間の距離ｃが、前記一対の熱電素子部１間の距離ｄよりも大きくなるように設けられている。
【００２３】
このように、放熱用通電部材３の熱電素子部１が接続された側の支持部材４からの突出基部間の距離ｃを長くしたので、支持部材４に生じるマイグレーションを抑制し、両電極間の短絡を抑制することができる。
【００２４】
また、請求項４に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に係るペルチェユニットＡにおいて、前記放熱用通電部材３が前記支持部材４の嵌合又は埋設された面に沿った方向で且つ互いに相反する方向に屈曲されている。この相反する方向に屈曲した先端が支持部材４から突出し、この突出した部位に電気入力部３１が位置するように構成した。
【００２５】
このような構成によれば、電気入力部３１を互いに離れた部位に位置させることができるため、電気入力部３１同士や電気入力部３１に接続したリード線８０同士、並びに一方の電気入力部３１と他方の電気入力部３１に接続されたリード線８０とが、電気的に接触してしまうのを防止することができる。
【００２６】
また、請求項５に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記放熱用通電部材３が板ばね材３２で形成されている。
【００２７】
このような構成によれば、支持部材４が外気の温度変化などにより収縮しあるいは膨張した場合であっても、放熱用通電部材３が板ばね材３２で形成されているので放熱用通電部材３自体が撓むことができ、その収縮あるいは膨張による変形を吸収することができる。そのため、熱電素子１３近傍に応力が集中して発生するのを緩和することができる。
【００２８】
また、請求項６に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１乃至請求項３、請求項５のいずれか一項に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記支持部材４は、前記放熱用通電部材３のそれぞれの電気入力部３１に電気的に接続される導電性部材５を有し、該導電性部材５の少なくとも一部に前記電気入力部３１に電流を入力するための給電部５２が形成されている。
【００２９】
このような構成によれば、電気入力部３１に対する給電を導電性部材５を介して間接的に行なうことができるので、放熱用通電部材３にリード線８０を直接接続する必要がなくなる。そのため、放熱用通電部材３にリード線８０を接続する際に、不意に外力を負荷してしまうのを回避することができ、これにより生じる熱電素子部１を損壊させる応力の発生も回避することができる。
【００３０】
また、請求項７に係る静電霧化装置Ｂは、請求項６に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記放熱用通電部材３の電気入力部３１の一部が前記導電性部材５と電気的に接続され、この電気入力部３１の一部とは別の部分が、前記給電部５２と選択的に給電可能に形成されている。
【００３１】
このような構成によれば、熱電素子部１に対する給電を、導電性部材５の給電部５２に接続して行なうか、あるいは、電気入力部３１に直接接続して行なうかを選択的に行なうことができる。これにより、本発明のペルチェユニットＡを組み込んだ装置の設計上の自由度が増すものとなる。
【００３２】
また、請求項８に係る静電霧化装置Ｂは、請求項１乃至請求項５のいずれか一項に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記放熱用通電部材３の電気入力部３１が、該電気入力部３１に電気接続される被接続部に対して着脱可能に形成されている。
【００３３】
このような構成によれば、電気入力部３１に対して被接続部を簡単に接続することができて静電霧化装置Ｂの組み立て作業性を向上させることができる。
【００３４】
また、請求項９に係る静電霧化装置Ｂは、請求項８に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記一対の放熱用通電部材３のうち、正の入力部側の放熱用通電部材３の電気入力部３１と、負の入力部側の放熱用通電部材３の電気入力部３１とが異なる形状となるように構成した。
【００３５】
このように、正の電気入力部３１の形状と負の電気入力部３１の形状とを異ならせることにより、電気入力部３１に被接続部を接続する際に、正負を誤って接続されることを防止することができる。
【００３６】
また、請求項１０に係る静電霧化装置Ｂは、請求項２乃至請求項９のいずれか一項に係る静電霧化装置Ｂにおいて、前記放電電極２１と対向する位置に対向電極６を備えている。
【００３７】
このような構成によれば、放電電極２１での静電霧化現象を安定させ、該放電電極２１から帯電微粒子水を安定生成することができる。
【００３８】
また、請求項１１に係る静電霧化装置の製造方法は、前記請求項１乃至請求項１０のいずれか一項に記載された静電霧化装置Ｂを製造するための製造方法である。この製造方法は、リードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３を形成する工程と、このリードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３に前記支持部材４が一体成形される工程と、支持部材４が一体成形された放熱用通電部材３がリードフレーム７１から切り離される工程とを備えている。
【００３９】
このようにリードフレーム７１により放熱用通電部材３を形成したうえで、静電霧化装置Ｂを製造することができるから、効率よく大量生産することができて、生産性を大幅に向上することができる。
【００４０】
また、請求項１２に係る静電霧化装置の製造方法は、請求項１１に係る静電霧化装置の製造方法において、前記放熱用通電部材３に、熱電素子部１が取り付けられるランド部３３が形成されている。
【００４１】
このような構成によれば、熱電素子部１を放熱用通電部材３に取り付けるに当たって、ランド部３３に熱電素子部１を取り付ければよい。
【００４２】
また、請求項１３に係る静電霧化装置の製造方法は、請求項１２に係る静電霧化装置の製造方法において、前記放熱用通電部材３が、ランド部３３と支持部材４により支持された支持部位との間の一部に、その他の部分よりも断面積の小さい狭小部３４を備えている。
【００４３】
このように、その他の部分よりも断面積の小さい狭小部３４が、ランド部３３と支持部材４による支持部位との間に設けられているので、ランド部３３に熱電素子部１をはんだ接合する際に生じる熱が、支持部材４にまで伝導することを抑制できる。これにより、支持部材４がはんだ施工時の高熱により変形してしまうのを防止できる。
【００４４】
また、請求項１４に係る静電霧化装置の製造方法は、請求項１１乃至請求項１３のいずれか一項に係る静電霧化装置の製造方法において、前記支持部材４に、放熱用通電部材３と熱電素子部１とをはんだ接合する工具を挿通するための挿通孔４１を設けた。
【００４５】
このような構成によれば、放熱用通電部材３に熱電素子部１をはんだ接合するに当たって、作業性を向上させることができる。
【００４６】
また、請求項１５に係る本発明のペルチェユニットは、それぞれの一端部が吸熱部１１となり且つ他端部が放熱部１２となる一対の熱電素子部１と、熱電素子部１の吸熱部１１同士を電気接続して冷却部２２となる接合部材２と、一対の熱電素子部１の放熱部１２に一対一で接続されて且つ電気入力部３１を一部に有する導電性材料から成る放熱用通電部材３と、嵌合又は埋設により放熱用通電部材３を相互に固定する支持部材４とを備えている。そして、電気入力部３１に入力された電流を該放熱用通電部材３を介して熱電素子部１に通電可能とした。
【００４７】
このように、放熱用通電部材３によって放熱と通電とをともに行なう構成とすることで、よりコンパクトな構成とすることができて、ペルチェユニットＡの小型化を図ることができる。さらに、本発明のペルチェユニットＡは、放熱用通電部材３を支持部材４に対して嵌合又は埋設により支持するように構成されているから、組み立てに際して支持部材４に対する放熱用通電部材３の正確な位置決めが簡単且つ確実にできるうえに、放熱用通電部材３を強固に固定できて熱電素子１３近傍に発生する応力集中を抑制でき、これにより、熱電素子１３の損壊を防止することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本願発明によれば、十分な冷却能力を保持したうえで、装置全体の小型化や省エネルギー化を実現できる静電霧化装置を提供することができる。しかも、本願発明のペルチェユニットは、外力に対して壊れにくいと共に電極間の短絡が発生しにくく、尚且つ、製造するに当たって生産性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の第１の実施形態の静電霧化装置を示す説明図であり（ａ）は静電霧化装置の概略構成図であり（ｂ）はペルチェユニットの概略構成図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の静電霧化装置を示す説明図である。
【図３】ペルチェユニットの変形例を示す図であり（ａ）は正面図（ｂ）は平面図（ｃ）は斜視図である。
【図４】本発明の第３の実施形態の静電霧化装置を示す斜視図である。
【図５】本発明の第４の実施形態の静電霧化装置を示す斜視図である。
【図６】同上の電気入力部を変形させて使用する例を示す斜視図である。
【図７】同上の変形例を示す説明図である。
【図８】本発明の第５の実施形態の静電霧化装置を示す説明図である。
【図９】同上の斜視図である。
【図１０】第３の実施形態において、対向電極を設けた静電霧化装置を示す図であり（ａ）は全体斜視図であり、（ｂ）は一部分解斜視図である。
【図１１】（ａ）は本発明の第６の実施形態の静電霧化装置を示す説明図であり、（ｂ）乃至（ｄ）はその変形例を示す説明図である。
【図１２】（ａ）は本発明の第７の実施形態の静電霧化装置を示す説明図であり、（ｂ）は側方からリードをとる場合を示し（ｃ）は下方からリードをとる場合を示している。
【図１３】（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の静電霧化装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１４】同上の筐体に挿通孔を設けた変形例を説明する説明図であり（ａ）は斜視図であり（ｂ）は概略側断面図である。
【図１５】（ａ）及び（ｂ）は、同上の放熱用通電部材にランド部を設けた変形例を示す説明図である。
【図１６】（ａ）乃至（ｄ）は、図１３に示す実施形態の他の実施形態の静電霧化装置の製造方法を説明するための斜視図である。
【図１７】従来の静電霧化装置を説明するための図である。
【図１８】従来の静電霧化装置を改良した構成を説明する図である。
【図１９】上記改良例を更に改良した構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
以下、本発明について添付図面に基づいて説明する。
【００５１】
図１（ａ）には本発明の一例として、第１の実施形態の静電霧化装置Ｂが示されており、図１（ｂ）には第１の実施形態における静電霧化装置Ｂに組み込まれたペルチェユニットＡが示されている。
【００５２】
まず、静電霧化装置Ｂに組み込まれたペルチェユニットＡから説明する。この第１の実施形態のペルチェユニットＡは、一対の熱電素子部１と、この両熱電素子部１の吸熱側同士を電気接続する接合部材２と、熱電素子部１の放熱側にそれぞれ接続された一対の放熱用通電部材３と、放熱用通電部材３を支持する支持部材４とを備えている。
【００５３】
熱電素子部１は、単数又は複数の熱電素子１３により構成されている。本実施形態の熱電素子１３はＢｉＴｅ系のＰ型半導体またはＮ型半導体であり、このＰ型半導体及びＮ型半導体が一対の熱電素子部１（Ｎ型の熱電素子部１とＰ型の熱電素子部１）を構成している。特に、本実施形態においては、一つのＰ型の熱電素子１３によってＰ型の熱電素子部１を構成し、同じく一つのＮ型の熱電素子１３によってＮ型の熱電素子部１を構成している。
【００５４】
なお、複数のＰ型の熱電素子１３によってＰ型の熱電素子部１を形成し、複数のＮ型の熱電素子１３によってＮ型の熱電素子部１を形成してもよい（後述の図３に示す変形例参照）。
【００５５】
接合部材２は、平板状の金属材料により構成されている。この金属材料としては、真鍮、アルミニウム、銅、タングステン、チタン等が好適に用いられる。この接合部材２の一側面に熱電素子部１の一方の端部（熱電素子部１の吸熱側）がはんだにより接合されている。
【００５６】
なお、この接合部材２の材質は金属に限定されず、電気伝導性の高い材質であれば、導電性の樹脂、カーボン等の他の材質を用いてもよい。また、熱電素子部１とのはんだ接合を良好に行うため、接合部材２の表面にニッケルめっきを施してあってもよいし、耐食性を向上させるために金や白金のめっきを施してあってもよい。
【００５７】
放熱用通電部材３は、導電性及び熱伝導性を有する材料により構成されている。この導電性及び熱伝導性を有する材料としては、真鍮、アルミニウム、銅などが好適に用いられる。本実施形態の放熱用通電部材３は、熱電素子部１の通電方向（図中の上下方向）を長手方向とした棒状の長尺の部材であって、熱電素子部１を成す熱電素子１３に対して一対一で接続されている。
【００５８】
このように本実施形態の放熱用通電部材３は、棒状部材で構成されているが、例えば、板状、円柱状、角柱状（三角柱、四角柱、五角柱などの多角柱）など特に限定されない。
【００５９】
本実施形態の放熱用通電部材３は、熱電素子部１との接合箇所から離れるほど大径となるように形成してある。具体的には、熱電素子部１に接合される端部側に位置する小径部３５と、リード線８０に接合される電気入力部３１を有し前記小径部３５とは反対側の端部に位置する大径部３６と、これらの間に設けられ小径部３５から大径部３６にむけて徐々に径を広げるテーパ部３７とで放熱用通電部材３が構成されている。図１（ａ）（ｂ）に示すように、大径部３６に設けられた電気入力部３１は、放熱用通電部材３の熱電素子１３が接合された側とは反対側の端部に設けられている。
【００６０】
なお、両放熱用通電部材３間の絶縁を確保するために、放熱用通電部材３に絶縁コーティングを施すことが好ましい。また、この放熱用通電部材３は、錆びを防止するため、ステンレスにより形成してもよい。この場合、Ｎｉめっき、Ｎｉ−Ｓｎ、あるいはＮｉ−Ａｕめっきを施すことで、電気入力部３１におけるリード線８０のはんだ接合が可能となる。
【００６１】
支持部材４は、本実施形態においては静電霧化装置Ｂの筐体４ａにより構成されている。熱電素子部１及び接合部材２を取り付けた状態の放熱用通電部材３が、起立した状態でこの支持部材４に支持固定されている。この支持部材４は、板状の絶縁性材料により構成されている。この絶縁性材料としては、ＰＢＴ（polybutylene terephthalate；ポリブチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（Polyphenylene sulfide；ポリフェニレンサルファイド）、ポリカーボネート、液晶ポリマー、ＡＢＳ等の樹脂が好適に用いられる。なお、支持部材４の材質として、ＳＵＳ、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属を用いてもよい。この場合、放熱用通電部材３に電気絶縁コーティングなどを施して、支持部材４と放熱用通電部材３との間の絶縁を十分に確保する必要がある。
【００６２】
この支持部材４には、放熱用通電部材３を挿通するための貫通孔４２が一対穿設されている。この両貫通孔４２は所定の間隔を隔てて並設されている。本実施形態の貫通孔４２は放熱用通電部材３の大径部３６よりもわずかに小径になるように形成されている。この支持部材４の貫通孔４２に対し小径部３５から放熱用通電部材３を挿通して圧入すると、大径部３６にて強固に嵌まり込むため、支持部材４に対して放熱用通電部材３を強固に固定することができる。このとき、電気入力部３１は、支持部材４から熱電素子部１が取り付けられた側とは反対側にずれた位置に位置しており、支持部材４から露出した状態となっている。
【００６３】
このように本実施形態のペルチェユニットＡは、支持部材４に貫通孔４２を一対設けたうえで、該貫通孔４２に放熱用通電部材３が嵌合されたものであるが、支持部材４が樹脂から構成されたものである場合は、支持部材４成形時に放熱用通電部材３の一部を埋め込んで成形し、埋設により支持するようにしてもよい。また、支持部材４を複数のブロックに分割したうえで、放熱用通電部材３を挟み込み、これら複数のブロックを溶接などにより再連結して該放熱用通電部材３を埋設するように構成したものであってもよい。
【００６４】
なお、後に詳述するように、熱電素子部１の放熱側から放熱された熱を放熱用通電部材３を介して放熱するようにしているが、この放熱用通電部材３による放熱に加えて、この放熱用通電部材３に密着する支持部材４を通して放熱するようにすれば、さらに放熱性を向上させることも可能である。その場合、支持部材４の樹脂中に熱伝導性フィラーを混入させることで、より放熱性を向上させることができる。
【００６５】
図１（ｂ）に示すように、放熱用通電部材３の端部の電気入力部３１には、それぞれリード線８０の一端側が接合されており、該リード線８０の他端側同士が、通電路８３によって電気接続されている。また、通電路８３中には、両熱電素子部１間にオフセット電圧を印加するためのオフセット電圧印加部として、直流電源８１が介在されている。リード線８０は、放熱性の観点から、できるだけ太いものや表面積の大きなものを用いることが好ましい。
【００６６】
このようなペルチェユニットＡにおいて、直流電源８１によって両放熱用通電部材３の電気入力部３１に電気を入力すると、放熱用通電部材３は導電性材料により構成されているため、該放熱用通電部材３を介して熱電素子部１に通電することができる。このとき、両熱電素子部１間においては、Ｎ型からＰ型に向けて電流が流れる。Ｎ型からＰ型に向けて電流が流れると、Ｎ型の熱電素子部１と接合部材２との接合部位において吸熱が起こると共に、Ｐ型の熱電素子部１と接合部材２との接合部位においても吸熱が起こる。同時に、Ｎ型の熱電素子部１と放熱用通電部材３との接合部位において放熱が起こると共に、Ｐ型の熱電素子部１と放熱用通電部材３との接合部位においても放熱が起こる。
【００６７】
このように、接合部材２と両熱電素子部１との接合部位にて起こる吸熱により接合部材２が冷却されるため、この接合部材２が冷却部２２となる。そして、冷却部２２により吸熱された熱は、熱電素子部１と放熱用通電部材３との接合部位にて放熱されるため、両放熱用通電部材３を介して放熱される。
【００６８】
このように、本実施形態のペルチェユニットＡは、放熱用通電部材３によって放熱と通電とをともに行なう構成としたため、コンパクトな構成とすることができて、ペルチェユニットＡの小型化を図ることができ、この結果、後述の静電霧化装置Ｂ全体の小型化が実現される。さらに、放熱用通電部材３が支持部材４に対して嵌合又は埋設により支持されるように構成されているから、組み立てに際して支持部材４に対する放熱用通電部材３の正確な位置決めが簡単且つ確実にできるうえに、放熱用通電部材３を強固に固定できる。これにより、放熱用通電部材３の相互の位置関係が変化することによる、熱電素子部１近傍に集中して発生する応力を抑制し、熱電素子１３の損壊を防止することができる。
【００６９】
この第１の実施形態のペルチェユニットＡは、図１（ａ）に示すように静電霧化装置に組み込まれて使用される。
【００７０】
図１（ａ）に示すように、前記ペルチェユニットＡの接合部材２には放電電極２１が設けられている。この放電電極２１は接合部材２と別部材で構成されており、接合部材２と電気的に絶縁するための絶縁基板２４を介して冷却部２２となる接合部材２に接続されている。放電電極２１には、高圧リード線８４が接続されており、この高圧リード線８４には高電圧を印加するための高電圧印加部８２が接続されている。
【００７１】
このように構成された静電霧化装置Ｂによって帯電微粒子水を発生させるには、直流電源８１によって両熱電素子部１間に電流を流す。両熱電素子部１間においてＮ型からＰ型に向けて電流が流れるため、接合部材２と熱電素子部１との接合部位において吸熱作用が生じる。この吸熱作用により絶縁基板２４を介して接続された放電電極２１が冷却され、放電電極２１表面に結露水が生成される。各熱電素子部１と放熱用通電部材３との接合部位から放熱される熱は、放熱用通電部材３を介して外部に放熱される。このとき、高電圧印加部８２によりマイナスの高電圧を高圧リード線８４を介して放電電極２１に印加する。これにより、放電電極２１に印加された高電圧が、放電電極２１表面の結露水に静電霧化現象を生じさせ、ナノメータサイズの粒径の帯電微粒子水が大量に生成される。
【００７２】
上記のように本実施形態のペルチェユニットＡは、静電霧化装置Ｂに取り付けられたものであるが、これのみに限定されるものではない。例えば、電子部品の冷却用に用いることができる。すなわち、発熱による温度上昇を抑制するために用いられるものであれば、様々な装置に組み込むことが可能である。
【００７３】
次に、第２の実施形態について図２に基づいて説明する。なお、本実施形態は図１に示す実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【００７４】
本実施形態の静電霧化装置Ｂは、図２に示すように、第１の実施形態の静電霧化装置Ｂにおける接合部材２の一部に、接合部材２と一体となった放電電極２１が形成されている。
【００７５】
本実施形態の接合部材２は、図２に示すように、平板状の基台部２３の中央部分から放電電極２１が突設された形状であり、真鍮、アルミニウム、銅、タングステン、チタン等の金属から構成されている。熱電素子部１は、第１の実施形態と同様に、接合部材２の基台部２３にその端部がはんだ接合されている。放電電極２１を備えた接合部材２の材質は金属に限定されず、電気伝導性の高い材質であれば、導電性の樹脂、カーボン等の他の材質が用いられてもよい。また、熱電素子部１とのはんだ接合を良好に行うため、放電電極２１を備えた接合部材２の表面にニッケルめっきを施したり、耐食性を向上させるために金や白金のめっきを施したりしてもよい。
【００７６】
放熱用通電部材３は、棒状で断面が一様な金属材料によって構成されている。この放熱用通電部材３の熱電素子部１が接続された側とは反対側の端部に電気入力部３１が設けられている。この電気入力部３１には、それぞれリード線８０の一端側が接合されている。該リード線８０の他端側同士は、通電路８３によって電気接続されている。通電路８３には、回路全体に高電圧を印加するための高電圧印加部８２が接続されている。また、通電路８３中には、両熱電素子部１間にオフセット電圧を印加するためのオフセット電圧印加部として、直流電源８１が介在されている。
【００７７】
なお、本実施形態における放熱用通電部材３は、棒状で断面が一様な金属材料によって構成されているが、第１の実施形態のペルチェユニットＡと同形状のものであってもよく、特に限定されない。
【００７８】
本実施形態の静電霧化装置Ｂにおいて、一対の熱電素子部１の吸熱側同士が、放電電極２１を備えた接合部材２を介して電気接続される。また、一対の熱電素子部１の放熱側同士は、電気入力部３１、リード線８０、通電路８３を介して電気接続される。
【００７９】
帯電微粒子水を発生させるには、高電圧印加部８２によって回路全体にマイナスの高電圧を印加するとともに、直流電源８１によって両熱電素子部１間に電流を流す。両熱電素子部１間においては、Ｎ型からＰ型に向けて電流が流れるため、接合部材２と熱電素子部１との接合部位において吸熱作用が生じる。この吸熱作用により放電電極２１が冷却され、放電電極２１表面に結露水が生成される。各熱電素子部１と放熱用通電部材３との接合部位から放熱される熱は、放熱用通電部材３を介して外部に放熱される。そして、高電圧印加部８２により放熱用通電部材３を介して放電電極２１に印加した高電圧が、放電電極２１表面の結露水に静電霧化現象を生じさせ、ナノメータサイズの粒径の帯電微粒子水が大量に生成される。
【００８０】
本実施形態の静電霧化装置Ｂにおいては、放電電極２１を冷却するために備えた一対の熱電素子部１の吸熱側同士を、該放電電極２１を一部に備えた接合部材２を介して電気接続させてある。つまり、熱電素子部１と放電電極２１とは、図１７に示す回路板９２や冷却板９６等の部材を介在させることなく、直接的に接合させた構造である。したがって、熱電素子部１を一対のみ配置したコンパクト且つ省エネルギーな構造であっても、高い冷却効率で放電電極２１を冷却し、結露水を生成することができる。
【００８１】
また、接合部材２と熱電素子部１との間には絶縁体が介在しないので、水が付着してもマイグレーションの発生が防止される。ここでのマイグレーションとは、電流、電圧の存在下で、絶縁体の水の吸着に伴って金属材料が絶縁体の内部あるいは表面上を移動する現象のことである。
【００８２】
ここで、上記いずれの実施形態においても、熱電素子部１は単数の熱電素子１３で構成されているが、以下のような変形例であってもよい。
【００８３】
図３に示す例は、第２の実施形態において、二つのＰ型の熱電素子１３によってＰ型の熱電素子部１を形成し、同じく二つのＮ型の熱電素子１３によってＮ型の熱電素子部１を形成した例である。Ｐ型およびＮ型の熱電素子部１の放熱側は、それぞれ各熱電素子１３に対して一対一で、棒状の放熱用通電部材３に接続されている。
【００８４】
Ｐ型とＮ型の両側の放熱用通電部材３の端部にはともにリード線８０の一端側を接合させ、該リード線８０の他端側同士を電気接続させて回路を形成する。リード線８０を介してＮ型からＰ型に電流を流すことによって、Ｎ型の二つの熱電素子１３とＰ型の二つの熱電素子１３が共に放電電極２１を冷却する。
【００８５】
また、上記変形例とは異なり、二つのＰ型の熱電素子１３によって構成されたＰ型の熱電素子部１に対して一つの放熱用通電部材３を接続し、同じく二つのＮ型の熱電素子１３によって構成されたＮ型の熱電素子部１に対して一つの放熱用通電部材３を接続するようにしてもよい。
【００８６】
次に、第３の実施形態について図４に基づいて説明する。なお、本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【００８７】
本実施形態の放熱用通電部材３は、板ばね材３２によって構成されている。この板ばね材３２としては、ばね用ベリリウム銅、ばね用りん青銅などの銅合金、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などのばね性を有するステンレス等が好適に用いられる。また、板ばね材３２の肉厚としては、０．３〜１ｍｍ程度の厚みで構成するのが好ましい。
【００８８】
また、この放熱用通電部材３は、熱電素子部１が取り付けられる横片部３２１と、横片部３２１の熱電素子部が取り付けられた側とは反対側の端部から該横片部３２１と同方向に向けて延設される電気入力部３１とで構成されている。この横片部３２１と電気入力部３１とは一直線状に設けられており、平坦な一枚の板から構成されて曲げによる加工が施されていない。
【００８９】
この電気入力部３１は、正の入力部側の電気入力部３１と負の入力部側の電気入力部３１との形状が、相互に異なる形状となっている。具体的には、電気入力部３１の幅寸法を正の入力部側の電気入力部３１と負の入力部側の電気入力部３１とで異ならせている。さらに、これら電気入力部３１は、横片部３２１よりも幅広になるように形成されている。
【００９０】
上記第１の実施形態及び第２の実施形態では、放熱用通電部材３の一部に電気入力部３１を設け、この電気入力部３１にリード線８０をはんだ接合する構成としていたが、本実施形態は、この電気入力部３１に対して着脱可能な被接続部を接続する構成である。この被接続部は、例えば、電気入力部３１に差し込んで着脱可能なファストン端子などが好適に用いられる。
【００９１】
このような放熱用通電部材３が一対設けられている。そして、この一対の放熱用通電部材３は、横片部３２１同士を互いに向き合わせて配設され、且つ、該放熱用通電部材３の幅方向にずれて配設されている。このとき電気入力部３１は、筐体４ａを挟んで互いに反対側に位置しており、筐体４ａから異なる方向に突出するように構成されている。図４に示すように、横片部３２１の一部が筐体４ａに埋設されている。横片部３２１の先端の表面には、両横片部３２１間を架設するようにして熱電素子部１及び放電電極２１を有する接合部材２が接合されており、放熱用通電部材３が熱電素子部１の通電方向に対して直角な方向となるように取り付けられている。なお、この熱電素子部１は、例えば、はんだにより接合される。
【００９２】
支持部材４としての筐体４ａは、円盤状板材部材で主体が構成されると共に、該円盤状板材部材の中央に表裏面に貫設した収容部４５を有しており、平面視においてドーナツ形状となっている。なお、本実施形態において貫設された収容部４５は、必ずしも貫通して設けられる必要はなく、表面側から貫通せずに凹設し底壁を有する凹み部となっていてもよい。
【００９３】
このような筐体４ａに放熱用通電部材３が略水平状態で埋設されて支持され、筐体４ａ中央側の一端が収容部４５内に臨んでいる。一対の放熱用通電部材３に取り付けられた放電電極２１が、筐体４ａの収容部４５に収容されている。なお、放電電極２１を有する接合部材２のすべてが収容部４５の厚み内に収まっていてもよいし、放電電極２１を有する接合部材２の一部が収容部４５の厚み内に位置していてもよいし、あるいは、放電電極２１を有する接合部材２が厚み外に位置すると共に接合部材２に接合された熱電素子部１が収容部４５の厚み内に位置するように配置されていてももちろんよい。
【００９４】
このような静電霧化装置Ｂによれば、放電電極２１を有する接合部材２及び熱電素子部１の少なくとも一部が、筐体４ａに設けられた収容部４５の厚み内に収まるように構成されているため、静電霧化装置Ｂ全体の小型化（図４中上下方向の長さの短縮化）を実現することができる。
【００９５】
また、上記の通り、放熱用通電部材３を成形するに当たり、曲げ加工を伴わずに成形することができる。そのため、製作誤差を減らすことができ、寸法安定性が向上する。また上記のように曲げ加工を伴わずに成形することができるため、製造時間の短縮化及び工程の簡略化を図ることが可能である。
【００９６】
また、放熱用通電部材３の電気入力部３１側の先端が互いに相反する方向に向いており、電気入力部３１が支持部材４を挟んで略反対側に位置しているため、電気入力部３１同士や電気入力部３１に接続したリード線８０同士、並びに一方の電気入力部３１と他方の電気入力部３１に接続されたリード線８０とが、電気的に接触してしまうのを防止することができる。
【００９７】
また、本実施形態の電気入力部３１は、正の入力部側の電気入力部３１と負の入力部側の電気入力部３１との形状が、相互に異なる形状となっているため、電気入力部３１に被接続部を接続する際に、誤って接続されることを防止することができる。つまり、正極と負極とで相互に間違って接続された場合、熱電素子部１の冷却側（吸熱側）と発熱側（放熱側）とが入れ替わるため、接合部材２が異常発熱することがあるが、本実施形態の静電霧化装置Ｂはこのようなリスクを回避できる。
【００９８】
次に、第４の実施形態について図５に基づいて説明する。なお、本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【００９９】
本実施形態の放熱用通電部材３は、第３の実施形態と同様の板ばね材３２によって構成されている。なお、この板ばね材３２としては、ばね用ベリリウム銅、ばね用りん青銅などの銅合金、ＳＵＳ３０１やＳＵＳ３０４などのばね性を有するステンレス等が好適に用いられる。また、板ばね材３２の肉厚としては、０．３〜１ｍｍ程度の厚みで構成するのが好ましい。
【０１００】
本実施形態の放熱用通電部材３は、図５に示すように、一枚の板ばね材３２がクランク状に屈曲されることで構成されており、熱電素子部１が取り付けられる横片部３２１と、この横片部３２１の一方の端部に連設され該横片部３２１に略直角に形成された縦片部３２２と、縦片部３２２の横片部３２１が連設された側とは反対側の端部に設けられ且つ横片部３２１とは反対側に向けて連設された入力側横片部３２３とを備えている。この入力側横片部３２３の突出先端部には、該入力側横片部３２３と同方向にさらに延出する電気入力部３１が設けられている。
【０１０１】
電気入力部３１は、正の入力部側の電気入力部３１と負の入力部側の電気入力部３１との形状が、相互に異なる形状となっている。具体的には、電気入力部３１の幅寸法を正の入力部側の電気入力部３１と負の入力部側の電気入力部３１とで異ならせている。さらに、これら電気入力部３１は、入力側横片部３２３よりも幅広になるように形成されている。この電気入力部３１には、被接続部が着脱可能に取り付けられる。この被接続部は、例えば、電気入力部３１に差し込んで着脱可能なファストン端子などが好適に用いられる。
【０１０２】
上記構成の一対の放熱用通電部材３の一部が支持部材４に埋設されて支持されている。図５に示すように、一対の放熱用通電部材３が、横片部３２１の先端が互いに向き合うようにして左右対称に配置されている。そして、この一対の放熱用通電部材３は、正面視において横片部３２１の一部が重なるように配設され、平面視において一対の熱電素子１３間の距離分だけずれて互いに接触しないように配設されている。この状態のまま、支持部材４によって共に一体成形される。このとき、放熱用通電部材３の入力側横片部３２３が支持部材４内に埋め込まれると共に、電気入力部３１が支持部材４から露出するように形成されている。また、放熱用通電部材３が支持部材４に一体成形された状態において、放熱用通電部材３の熱電素子部１が接続された側の支持部材４からの突出基部間の距離（縦片部３２２間の距離ｃ）が、一対の熱電素子部１間の距離ｄよりも大きくなるように構成されている。なお、ここでいう突出基部間の距離ｃとは、放熱用通電部材の縦片部３２２対向面間の距離であり、この前記縦片部３２２の対向面間の距離は１ｍｍ以上離間させることが好ましい。同様に、一対の熱電素子部１間の距離ｄとは、熱電素子部１の対向面間の距離をいう。
【０１０３】
このように、放熱用通電部材３の電気入力部３１側の先端が互いに相反する方向に向いており、電気入力部３１が支持部材４を挟んで略反対側に位置しているため、電気入力部３１同士や電気入力部３１に接続したリード線８０同士、並びに一方の電気入力部３１と他方の電気入力部３１に接続されたリード線８０とが、電気的に接触してしまうのを防止することができる。
【０１０４】
また、支持部材４から突出する縦片部３２２の突出基部間の距離が熱電素子部１間の距離よりも大きくなるように構成されているので、支持部材４に生じるマイグレーションを抑制し、両電極間の短絡を抑制することができる。
【０１０５】
さらに、放熱用通電部材３が板ばね材３２により構成されているため、支持部材４が外気の温度変化などにより収縮しあるいは膨張した場合であっても、放熱用通電部材３自体が撓むことができ、その支持部材４の収縮あるいは膨張による変形を吸収することができる。そのため、熱電素子１３近傍に発生する応力を緩和することができる。
【０１０６】
また、本実施形態の静電霧化装置Ｂは、上記第３の実施形態と同様に、電気入力部３１側の支持部材４からの突出基部となる入力側横片部３２３が、該電気入力部３１よりも幅狭で形成されている。このため、この幅狭の部分で屈曲しやすくなっており、電気入力部３１の突出基部近傍となる入力側横片部３２３を屈曲させた上で、電気入力部３１における接続作業を行なうことが可能となり、電気配線時の作業性を向上させることができる（図６参照）。
【０１０７】
なお、上記実施形態においては、支持部材４の主面（放熱用通電部材３の支持部材４における嵌合又は埋設された面）に沿った方向に入力側横片部３２３が、縦片部３２２端部に設けられた構成となっていたが、図７に示すように、縦片部３２２を支持部材４に対して貫通するように長く設け（すなわち、入力側横片部３２３を設けず）、電気入力部３１を支持部材４の裏面側（熱電素子部１が位置する側とは反対側）に露出させるように構成してもよい。なお、この場合、放熱用通電部材３は支持部材４に嵌合又は埋設のいずれの方法によって支持されていてもよいが、嵌合による支持の場合は以下による。
【０１０８】
すなわち、絶縁性材料から成る筐体４ａの底壁に、放熱用通電部材３を挿通させるための貫通孔４２を一対形成する。両貫通孔４２は、隣接する放熱用通電部材３同士の絶縁性を確保するため、所定距離を隔てて並行に形成する。このように形成した筐体４ａの貫通孔４２に放熱用通電部材３を嵌合するようにすればよい。
【０１０９】
次に、第５の実施形態について図８及び図９に基づいて説明する。なお、本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１１０】
本実施形態の静電霧化装置Ｂは、放熱用通電部材３に支持部材４としての筐体４ａを接合させて備えている。筐体４ａは、絶縁性材料を用いて形成したものであり、その内部空間に放電電極２１を収容するとともに、該放電電極２１に対向して設けられる対向電極６を取り付けるための支柱部４３を備えている。
【０１１１】
支柱部４３は、図８及び図９に示すように、放電電極２１が略中間に位置するように一対設けられている。平面視においては、電気入力部３１、支柱部４３、縦片部３２２、放電電極２１、縦片部３２２、支柱部４３、電気入力部３１の順に略一列に並ぶように構成されている。
【０１１２】
筐体４ａの絶縁性材料としては、ＰＢＴ、ＰＰＳ、ポリカーボネート、液晶ポリマー、ＡＢＳ等の樹脂が好適に用いられる。筐体４ａの放熱性を向上させたい場合には、筐体４ａの樹脂中に熱伝導性フィラーを混入させることも好ましい。なお、筐体４ａの材質として、ステンレス、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、銅合金等の金属を用いてもよい。この場合、筐体４ａと対向電極６との間には、絶縁材料（図示せず）を介在させて備える。
【０１１３】
筐体４ａに設けられた支柱部４３に、放電電極２１に対向するようにして対向電極６が支持される。この対向電極６は、中央に放出孔６１を貫通形成したリング状のものであり、リング状の一部から直径方向外方に向けて電気接続部６２が設けられている。本実施形態においては、この電気接続部６２を接地させている。
【０１１４】
対向電極６の材質としては、ＳＵＳ、銅、白金等の金属や、導電性の樹脂が好適に用いられる。また、導電性材料を用いて樹脂表面に電極をパターニングすることで、対向電極６を形成してもよいし、対向電極６の耐食性を向上させるために、金、白金等の耐食性が高い材料をコーティングさせてもよい。
【０１１５】
図示の対向電極６は、平板の中央に放出孔６１を開口させた形状であるが、静電霧化現象を安定的に発生させることのできる形状であれば、他の形状であってもよい。例えば、放電電極２１を囲むドーム型に対向電極６を形成した場合には、放電電極２１に対して電界をさらに集中させやすくなる。
【０１１６】
筐体４ａの支柱部４３と対向電極６との接合は、ネジや接着剤を用いることが好適である。筐体４ａの材質が樹脂である場合には、筐体４ａと対向電極６との接合をヒートシールにより行なったり、スナップフィットにより行ったりしてもよい。
【０１１７】
このような構成の静電霧化装置Ｂにおいては、筐体４ａを介して、放電電極２１に対する一定の位置関係で対向電極６を配置してあることで、外部環境に影響されることなく、放電電極２１において静電霧化現象を安定的に発生させることができる。また、放熱用通電部材３での放熱が筐体４ａを介しても行われるので、放電電極２１の冷却効率も向上する。
【０１１８】
なお、静電霧化装置Ｂにおける静電霧化現象を発生させるに当たり、対向電極６は必ずしも必要ではないが、対向電極６が設けられることで静電霧化現象を安定的に発生させることができるため、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、図４に示す第３の実施形態に対向電極６を用いても同様に効果的であるし、また、その他いずれの実施形態においても適用可能である。
【０１１９】
次に、第６の実施形態について図１１（ａ）に基づいて説明する。なお、本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１２０】
本実施形態の静電霧化装置Ｂの筐体４ａ（支持部材４）には、放熱用通電部材３のそれぞれの電気入力部３１に電気的に接続される導電性部材５が設けられている。この導電性部材５は、支持部材４の厚み方向の片側半部に、且つ筐体４ａの裏側（熱電素子部１を設けた側とは反対側）に位置している。また、この導電性部材５は、放熱用通電部材３ごとに部分的に設けられていると共に、この各部分ごとに電気入力可能な給電部５２が存在している。つまり、導電性部材５が部分的に設けられていることで各電気入力部３１の絶縁性を確保すると共に、給電部５２を介して熱電素子部１並びに放電電極２１に電圧を印加することができる。
【０１２１】
なお、導電性部材５は、例えば、導電性の樹脂などが用いられ、支持部材４に対して二色成形等の公知の樹脂成形方法によって一体成形される。
【０１２２】
本実施形態の放熱用通電部材３の導電性部材５に接続される側の端部は、埋設された状態で支持部材４中に位置しているが、該放熱用通電部材３の端部が裏面側にまで貫通していてもよい。この場合、導電性部材５と放熱用通電部材３とが接触する部分に電気入力部３１が位置していればよい。
【０１２３】
図１１（ｂ）〜図１１（ｄ）には、本実施形態の変形例を示している。
【０１２４】
図１１（ｂ）に示す変形例は、筐体４ａの底面に沿って筐体４ａの一部を側方に突出させた例である。筐体４ａの底壁部４４の略中間部位のみ絶縁性材料で成形されており、この絶縁性材料で形成された部位が電気絶縁部５１となっている。この電気絶縁部５１によって、正極側の導電性部材５と負極側の導電性部材５とが電気的に絶縁されている。図１１（ｃ）に示す変形例は、筐体４ａの底壁部４４の一部を筐体４ａの裏側に向けて（図１１（ｃ）中の下方に向けて）突出させた例である。図１１（ｂ）に示す例や図１１（ｃ）に示す例のように、導電性部材５が筐体４ａから突出するように設けられることで、直流電源８１や高電圧印加部８２に接続された被接続部を、導電性部材５に対して接続しやすい構造にできる。
【０１２５】
図１１（ｄ）に示す変形例のように、放熱用通電部材３の端部に設けられた電気入力部３１を筐体４ａの底壁部４４に埋設するようにし、この底壁部４４における埋設部分のみを導電性部材５とすることもできる。
【０１２６】
上記構成の静電霧化装置Ｂによれば、電気入力部３１に対する給電を導電性部材５を介して間接的に行なうことができるので、放熱用通電部材３にリード線８０を直接接続する必要がなくなる。そのため、放熱用通電部材３にリード線８０を接続する際に、不意に外力を負荷してしまうことをなくすことができ、この放熱用通電部材３に外力を負荷することによる生じる応力の発生をなくすことができる。
【０１２７】
次に、第７の実施形態について図１２に基づいて説明する。なお、本実施形態は上記実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては同符号を付して説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１２８】
本実施形態の筐体４ａ（支持部材４）には、上記第６の実施形態と同様に、放熱用通電部材３のそれぞれの電気入力部３１に電気的に接続される導電性部材５が設けられている。この導電性部材５が筐体４ａの厚み方向の片側半部に設けられている点は第６の実施形態と同じであるが、本実施形態では、筐体４ａの裏側に導電性部材５が設けられておらず、熱電素子部１が位置する側の片側半部に部分的に導電性部材５が設けられている。
【０１２９】
有底筒状の筐体４ａは、その底壁部４４に、放熱用通電部材３を挿通させるための貫通孔４２を一対形成したものであり、中央に絶縁性材料からなる電気絶縁部５１を備えている。両貫通孔４２は、隣接する放熱用通電部材３同士の絶縁性を確保するため、所定距離を隔てて並行に形成してある。
【０１３０】
この貫通孔４２に、放熱用通電部材３の端部を挿入し、且つ、この挿入した端部を筐体４ａ裏側から突出させないで貫通孔４２内に位置させる。放熱用通電部材３の電気入力部３１の一部を導電性部材５に接触させると共に、導電性部材５に接触させた電気入力部３１の一部とは別の部分を露出させるようにしている。
【０１３１】
このように構成したことにより、熱電素子部１に対する給電を、導電性部材５を介して行なうか（図１２（ｂ））、あるいは、電気入力部３１に直接接続して行なうか（図１２（ｃ））を選択することができる。これにより、本発明の静電霧化装置Ｂの設計上の自由度が増すものとなる。なお、図中の符号Ｅは給電を行なう電気供給部を示している。
【０１３２】
なお、本実施形態の静電霧化装置Ｂによれば、放熱用通電部材３の端部が筐体４ａの厚み内に位置しているが、この点に限定されない。すなわち、放熱用通電部材３が筐体４ａ裏側にまで貫通したものであってもよい。この場合、電気入力部３１の一部を導電性部材５に接触させると共に、電気入力部３１のその他の一部分を筐体４ａから露出させる。
【０１３３】
以上、本発明の静電霧化装置Ｂについて説明した。以下、これら静電霧化装置Ｂの製造方法について説明する。
【０１３４】
図１３は、上記第４の実施形態の静電霧化装置Ｂの製造方法を示している。以下においては、本発明の一例である第４の実施形態の静電霧化装置Ｂに基づいて、本発明の静電霧化装置の製造方法を説明する。
【０１３５】
本実施形態の製造方法は、リードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３を形成するリードフレーム形成工程と、このリードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３に前記支持部材４が一体成形される支持部材成形工程と、支持部材４が一体成形された放熱用通電部材３に熱電素子１３及び放電電極２１を接合する部品接合工程と、支持部材４が一体成形された放熱用通電部材３がリードフレーム７１から切り離される切り離し工程とを有している。
【０１３６】
リードフレーム形成工程は、図１３（ａ）に示すように、放熱用通電部材構成体７を得るための工程である。この放熱用通電部材構成体７は、互いに平行に並設された直線状のリードフレーム部７２と該リードフレーム部７２間を所定の間隔で架設した架設部７３とでリードフレーム７１を構成し、該リードフレーム７１のリードフレーム部７２に継手部７４を介して複数の放熱用通電部材３が該リードフレーム部７２に沿って並設されることで構成されている。
【０１３７】
このリードフレーム７１に設けられた放熱用通電部材３は、対向する一対のリードフレーム部７２のうち、一方のリードフレーム部７２に正の電気入力部３１が設けられた放熱用通電部材３が並設されると共に、他方のリードフレーム部７２に負の電気入力部３１が設けられた放熱用通電部材３が並設される。この正の電気入力部３１が設けられた放熱用通電部材３の横片部３２１側と負の電気入力部３１が設けられた放熱用通電部材３の横片部３２１側とが互いに略対向するように形成されている。この互いに対向する放熱用通電部材３は、各リードフレーム部７２に並設された放熱用通電部材３のこの並設方向に、熱電素子部１間の距離だけずれた状態で形成される。
【０１３８】
この放熱用通電部材構成体７は、例えば、帯状の板材をプレス加工で打ち抜くと共に、曲げ加工などの方法によって形成される。また、その他の方法として、エッチング加工及びプレスでの曲げ加工を併用してもよい。
【０１３９】
支持部材成形工程は、図１３（ｂ）に示すように、リードフレーム成形工程で得られた放熱用通電部材構成体７に樹脂などで構成された筐体４ａ（支持部材４）を一体的に成形する構成である。本工程は、例えば筐体４ａが樹脂製の場合、上記リードフレーム成形工程で得られた放熱用通電部材構成体７を型閉めした型内に位置させて、射出成形などの公知の樹脂成形方法で成形される。
【０１４０】
このとき、図１４に示すように、筐体４ａの底壁部４４の中央に、放熱用通電部材３と熱電素子部１とをはんだ接合する工具を、筐体４ａ裏面側から挿通するための挿通孔４１が設けられることが好ましい。
【０１４１】
このように筐体４ａに挿通孔４１が設けられることで、後述する部品接合工程において、放熱用通電部材３の裏側からはんだ接合のための入熱をすることができる。これにより、放熱用通電部材３に熱電素子部１をはんだ接合するに当たって、作業性を向上させることができる。
【０１４２】
部品接合工程は、図１３（ｃ）に示すように、支持部材４成形工程によって得られた筐体４ａ上の放熱用通電部材３に熱電素子部１及び接合部材２を実装する構成である。本工程による熱電素子部１及び接合部材２を実装する方法は特に限定されないが、例えば、はんだによる接合を行なう場合には、熱プレス、ホットエアー、レーザーソルダリング、パルス通電加熱などの方法が適用可能である。
【０１４３】
ここで、はんだによる接合を行なう場合、図１５に示すように、放熱用通電部材３の横片部３２１の熱電素子部１が取り付けられる部位に、熱電素子部１取付部としてのランド部３３が設けられることが好ましい。このランド部３３は、図１５（ａ）のように四角形であったり、図１５（ｂ）のように円形であったり、その他多角形であってもよく、形状は特に限定されないが、熱電素子１３の断面よりも大きく形成されることが好ましい。
【０１４４】
また、ランド部３３は熱電素子１３の断面形状に合わせた形状に形成することが好ましい。ランド部３３が熱電素子１３の断面形状に合わせた形状に形成されると、ランド部３３に熱電素子部１をはんだ接合した場合には、セルフアライメント効果によりランド部３３の略中央に熱電素子部１が引き付けられるため、より正確な位置に熱電素子部１をはんだ接合することが可能となる。
【０１４５】
しかも、本実施形態の製造方法により形成された放熱用通電部材３には、ランド部３３と一体成形された筐体４ａとの間の一部に、その他の部分よりも断面積の小さい狭小部３４が形成されている。本実施形態のランド部３３は、図１５（ａ）（ｂ）に示すように、放熱用通電部材３の横片部３２１先端に、放熱用通電部材３よりも幅狭となったこの狭小部３４を介して設けられている。ランド部３３におけるはんだ接合をするに当たって、この狭小部３４が熱伝導を妨げるため、はんだ接合時の入熱が漏れるのを防止できる。そのうえ、その他の部分よりも断面積の小さい狭小部３４が、ランド部３３と筐体４ａによる支持部位との間に設けられているので、ランド部３３に熱電素子部１をはんだ接合する際に生じる熱が、筐体４ａにまで伝導することを防止できる。これにより、支持部材４がはんだ施工時の高熱により変形してしまうのを防止できる。なお、本構成によってもセルフアライメント効果により熱電素子部１がより正確な位置に取り付けられる。
【０１４６】
切り離し工程は、上記のように構成されたペルチェユニットＡをリードフレーム７１から切り離す工程である。具体的には、リードフレーム部７２に連設された継手部７４を切断する。
【０１４７】
上記のように製造された静電霧化装置Ｂ本体は、切り離し工程後のペルチェユニットＡに対向電極６を接合してもよいし、あるいは、図１３（ｄ）に示すように切り離し工程前に対向電極６を接合し、この対向電極６が取り付けられた状態のペルチェユニットＡを切り離すようにしてもよい。
【０１４８】
なお、筐体４ａの支柱部４３と対向電極６との接合は、既述の通り、ネジや接着剤を用いたり、ヒートシールやスナップフィットにより行なったりすることができる。
【０１４９】
さらに、本実施形態の製造方法をリードフレーム形成工程、支持部材成形工程、部品接合工程、切り離し工程の順で説明したが、部品接合工程を行なう前に切り離し工程に移り、この切り離し工程後に部品接合工程を行なうようにしてもよい。
【０１５０】
次に、他の実施形態について図１６を用いて説明する。なお、本実施形態は図１３に示す実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１５１】
本実施形態の静電霧化装置の製造方法は、前記第３の実施形態の静電霧化装置Ｂの製造方法である。本実施形態の製造方法は、リードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３を形成するリードフレーム形成工程と、このリードフレーム７１に接続された状態の放熱用通電部材３に前記支持部材４が一体成形される支持部材成形工程と、支持部材４が一体成形された放熱用通電部材３に熱電素子１３及び放電電極２１を接合する部品接合工程と、支持部材４が一体成形された放熱用通電部材３がリードフレーム７１から切り離される切り離し工程とを有している点では、上記実施形態と同じであるが、リードフレーム形成工程において、プレスでの曲げ加工を行なわない点で異なっている。
【０１５２】
このリードフレーム形成工程は、図１６（ａ）に示すように、放熱用通電部材構成体７を得るための工程である。この放熱用通電部材構成体７は、互いに平行に並設された直線状のリードフレーム部７２と該リードフレーム部７２間を所定の間隔で架設した架設部７３とでリードフレーム７１を構成し、該リードフレーム７１のリードフレーム部７２に継手部７４を介して複数の放熱用通電部材３が該リードフレーム部７２に沿って並設されることで構成されている。
【０１５３】
このリードフレーム７１に設けられた放熱用通電部材３は、平坦な板状の部材で構成されている。このため、放熱用通電部材構成体７を成形するに当たっては、帯状の板材をプレス加工で打ち抜くだけでよい。
【０１５４】
本実施形態の製造方法によれば、リードフレーム成形工程において曲げ加工を行なう必要がなくなるため、製造時間の短縮化を図ることが可能であるうえ、製造工程の簡略化をも図ることができる。
【０１５５】
なお、筐体４ａに設けられた収容部４５が表裏貫通されたものである場合には、該収容部４５を利用して放熱用通電部材３と熱電素子部１とのはんだ接合作業をすることができる。つまり、前記挿通孔４１と収容部４５とを兼用することが可能である。
【０１５６】
次に、他の実施形態について説明する。なお、本実施形態は図１３に示す実施形態と大部分において同じであるため、同じ部分においては説明を省略し、主に異なる部分について説明する。
【０１５７】
本実施形態のペルチェユニットＡの製造方法は、特に図示しないが、放熱用通電部材構成体７の構成が上記実施形態とは異なっている。この放熱用通電部材構成体７は、例えば図８や図１２などに示すような、放熱用通電部材の先端同士が対向するペルチェユニットＡを有する静電霧化装置Ｂの製造に適している。
【０１５８】
本実施形態の放熱用通電部材構成体７は、放熱用通電部材３の並設方向に直線状に延設されるリードフレーム７１と、該リードフレーム７１に継手部７４を介して複数箇所に形成された放熱用通電部材３とで構成されており、上記実施形態における架設部７３が設けられていない。なお上記実施形態と同様、正の電気入力部３１と負の電気入力部３１とでは形状が異なっているが、同一のリードフレーム７１に形成される放熱用通電部材３は、同形状の放熱用通電部材３となっている。
【０１５９】
この放熱用通電部材構成体７の横片部３２１の先端を互いに対向させるように配置させた上で、プレス加工などによる曲げ加工を行う。このとき、曲げ加工を行なうと、放熱用通電部材３の横片部３２１の先端間の距離が広がってしまうため、両リードフレーム７１を曲げ加工後に再度近づけて、放熱用通電部材３の横片部３２１の先端間の距離を所定の距離とする。
【０１６０】
そして、先端間の距離を所定の距離とした状態で両リードフレーム７１を固定し、放熱用通電部材３と筐体４ａとを一体成形する。
【０１６１】
以上、本発明のペルチェユニットＡ及びその製造方法について、図１〜図１６に基づいて詳述した。各実施形態の構成や各変形例の構成は、適宜組み合わせて適用することができる。
【符号の説明】
【０１６２】
１      熱電素子部
１１    吸熱部
１２    放熱部
１３    熱電素子
２      接合部材
２１    放電電極
２２    冷却部
３      放熱用通電部材
３１    電気入力部
３５    小径部
３６    大径部
３７    テーパ部
４      支持部材
４ａ    筐体
４２    貫通孔
５      導電性部材
８０    リード線
８１    直流電源
Ｂ      静電霧化装置
【図１】
0005395704.tif 000002
【図２】
0005395704.tif 000003
【図３】
0005395704.tif 000004
【図４】
0005395704.tif 000005
【図５】
0005395704.tif 000006
【図６】
0005395704.tif 000007
【図７】
0005395704.tif 000008
【図８】
0005395704.tif 000009
【図９】
0005395704.tif 000010
【図１０】
0005395704.tif 000011
【図１１】
0005395704.tif 000012
【図１２】
0005395704.tif 000013
【図１３】
0005395704.tif 000014
【図１４】
0005395704.tif 000015
【図１５】
0005395704.tif 000016
【図１６】
0005395704.tif 000017
【図１７】
0005395704.tif 000018
【図１８】
0005395704.tif 000019
【図１９】
0005395704.tif 000020