(57)【要約】【課題】  隣接する吸熱／放熱熱交換部、吸熱／放熱電極部の各相互間の間隙を小さくするように構成させることで面密度の向上が図れる熱電変換装置およびその熱電変換装置の製造方法を実現する。【解決手段】  吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａ、Ｎ型熱電素子１３を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を列設し、全ての熱電素子１２、１３を直列接続して構成された熱電素子モジュール１０と、熱電素子モジュール１０の一方面に配設され吸熱電極部２０ａに伝熱可能に接続された吸熱熱交換部２０ｂと、熱電素子モジュール１０の他方面に配設され放熱電極部３０ａに伝熱可能に接続された放熱熱交換部３０ｂとを備える熱電変換装置において、吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂは、熱電素子群ごとに絶縁性樹脂によるコーティングを施した後に、熱電素子モジュール１０に複数列配設されている。これにより、面密度の向上が図れる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸熱電極部（２０ａ）、Ｐ型熱電素子（１２）、放熱電極部（３０ａ）、およびＮ型熱電素子（１３）を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を列設して、全ての前記熱電素子（１２、１３）を直列接続して構成された熱電素子モジュール（１０）と、
前記熱電素子モジュール（１０）の一方面に配設され、前記吸熱電極部（２０ａ）に伝熱可能に接続された吸熱熱交換部（２０ｂ）と、
前記熱電素子モジュール（１０）の他方面に配設され、前記放熱電極部（３０ａ）に伝熱可能に接続された放熱熱交換部（３０ｂ）とを備える熱電変換装置において、
前記吸熱熱交換部（２０ｂ）および前記放熱熱交換部（３０ｂ）は、前記熱電素子群ごとに絶縁性樹脂によるコーティングを施した後に、前記熱電素子モジュール（１０）に複数列配設されていることを特徴とする熱電変換装置。
【請求項２】
前記熱電素子モジュール（１０）は、前記吸熱電極部（２０ａ）、前記Ｐ型熱電素子（１２）、前記放熱電極部（３０ａ）、および前記Ｎ型熱電素子（１３）が複数組積層していることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
【請求項３】
前記熱電素子モジュール（１０）は、前記Ｐ型熱電素子（１２）、および前記Ｎ型熱電素子（１３）が交互に略碁盤目状に配列され、一方の隣接する前記熱電素子（１２、１３）の端面に前記吸熱電極部（２０ａ）が配設され、他方の隣接する前記熱電素子（１２、１３）の端面に前記放熱電極部（３０ａ）が配設されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
【請求項４】
隣り合う前記吸熱熱交換部（２０ｂ）および前記放熱熱交換部（３０ｂ）相互間は、蒸着法もしくは浸漬法のいずれか一方による絶縁性樹脂コーティングを施して電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の熱電変換装置。
【請求項５】
吸熱電極部（２０ａ）、Ｐ型熱電素子（１２）、放熱電極部（３０ａ）、およびＮ型熱電素子（１３）を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を形成する熱電素子組付け工程と、
前記熱電素子群の一方面に前記吸熱電極部（２０ａ）に伝熱可能に接続された吸熱熱交換部（２０ｂ）を配設し、前記熱電素子群の他方面に前記放熱電極部（３０ａ）に伝熱可能に接続された放熱熱交換部（３０ｂ）を配設する熱交換部組付け工程と、
前記熱交換部組付け工程で配設された複数個の前記吸熱熱交換部（２０ｂ）および前記放熱熱交換部（３０ｂ）に絶縁性樹脂によるコーティングを行なうコーティング工程と、
前記コーティング工程でコーティングされた熱電素子群を複数列配設する電子モジュール組付け工程とを有することを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
【請求項６】
隣り合う前記吸熱熱交換部（２０ｂ）および前記放熱熱交換部（３０ｂ）相互間は、蒸着法もしくは浸漬法のいずれか一方による絶縁性樹脂コーティングを施して電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項５に記載の熱電変換装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、Ｎ型熱電素子、Ｐ型熱電素子からなる直列回路に直流電流を流通させることで吸熱、放熱が得られる熱電変換装置およびその熱電変換装置の製造方法に関するものであり、特に、隣接する熱電素子の電気的絶縁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の熱電変換装置として、例えば、特許文献１に示すように、Ｎ型熱電素子、Ｐ型熱電素子をこの順序で複数個、略碁盤目状に配列し、隣接する熱電素子の一方面に吸熱電極部、他方面に放熱電極部を配設するとともに、吸熱電極部に伝熱可能に形成されたな吸熱熱交換部および放熱電極部に伝熱可能に形成された放熱熱交換部を設けて全ての熱電素子が直列接続するように構成している。
【０００３】
そして、図示しない端子間に直流電圧を印加して通電することで、ペルチェ効果により吸熱電極部と隣接する熱電素子との界面で吸熱が生じ吸熱熱交換部で吸熱が行なわれ、放熱電極部と隣接する熱電素子との界面で発熱を生じ放熱熱交換部で放熱が行なわれるようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平０９−０９７９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の装置では、全ての熱電素子が直列接続するために、吸熱／放熱熱交換部、吸熱／放熱電極部および熱電素子の各相互間が電気的な絶縁を得るように構成することが必要である。つまり、隣接する各相互間に電気的絶縁のための間隙を設けるとともに、その間隙を狭めることで熱電素子の面密度を高めることができる。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１によれば、熱電素子と吸熱／放熱電極部とを半田付けで接合するようにしている。そのため、接合時における半田のはみ出し分を考慮した必要最小限の間隙を確保することが必要となるため間隙を狭めることが困難であって、その結果熱電素子の面密度を高めることが困難である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上記点に鑑みたものであり、隣接する吸熱／放熱熱交換部、吸熱／放熱電極部の各相互間の間隙を小さくするように構成させることで面密度の向上が図れる熱電変換装置およびその熱電変換装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記、目的を達成するために、請求項１ないし請求項６に記載の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、吸熱電極部（２０ａ）、Ｐ型熱電素子（１２）、放熱電極部（３０ａ）、およびＮ型熱電素子（１３）を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を列設して、全ての熱電素子（１２、１３）を直列接続して構成された熱電素子モジュール（１０）と、この熱電素子モジュール（１０）の一方面に配設され、吸熱電極部（２０ａ）に伝熱可能に接続された吸熱熱交換部（２０ｂ）と、熱電素子モジュール（１０）の他方面に配設され、放熱電極部（３０ａ）に伝熱可能に接続された放熱熱交換部（３０ｂ）とを備える熱電変換装置において、
吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）は、熱電素子群ごとに絶縁性樹脂によるコーティングを施した後に、熱電素子モジュール（１０）に複数列配設されていることを特徴としている。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、この種の装置では、隣り合う吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）の相互間には電気的絶縁のためにある程度の間隙を設けるようにしているが、この間隙が狭いと、例えば、吸熱熱交換部（２０ｂ）相互間に凝縮水で水ブリッジを形成して絶縁不良を起こす恐れがある。
【０００９】
そこで、本発明では、吸熱熱交換部（２０ｂ）を絶縁性樹脂でコーティング加工を施すことにより、間隙に水ブリッジが形成しても電気的絶縁が得られることで吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）の相互間の間隙を最小にすることができる。
【００１０】
これにより、数多くの熱電素子（１２、１３）が熱電素子モジュール（１０）に配設可能となる。従って、熱電素子（１２、１３）の面密度が向上できる。さらに、吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）がコーティング加工によりで防水および剛性性能が向上できる。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、熱電素子モジュール（１０）は、吸熱電極部（２０ａ）、Ｐ型熱電素子（１２）、放熱電極部（３０ａ）、およびＮ型熱電素子（１３）が複数組積層していることを特徴としている。
【００１２】
請求項２に記載の発明によれば、熱電素子（１２、１３）を碁盤目状に配設したときと比べて、熱電素子群に沿う方向に対して積層させるほうが隣接する熱電素子（１２、１３）、吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）相互間の間隙を小さくすることができる。これにより、間隙を最小にできることで数多くの熱電素子（１２、１３）が配設可能となる。従って、熱電素子（１２、１３）の面密度が向上できる。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、熱電素子モジュール（１０）は、Ｐ型熱電素子（１２）、およびＮ型熱電素子（１３）が交互に略碁盤目状に配列され、一方の隣接する熱電素子（１２、１３）の端面に吸熱電極部（２０ａ）が配設され、他方の隣接する熱電素子（１２、１３）の端面に放熱電極部（３０ａ）が配設されていることを特徴としている。
【００１４】
請求項３に記載の発明によれば、熱電素子（１２、１３）が碁盤目状に配設する熱電素子モジュール（１０）であっても、間隙を最小にできることで数多くの熱電素子（１２、１３）が配設可能となる。
【００１５】
請求項４に記載の発明では、隣り合う吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）相互間は、蒸着法もしくは浸漬法のいずれか一方による絶縁性樹脂コーティングを施して電気的に絶縁されていることを特徴としている。
【００１６】
請求項４に記載の発明によれば、この種の方法であれば、少なくとも吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）相互間を簡素な設備で容易に絶縁処理ができる。
【００１７】
請求項５に記載の発明では、吸熱電極部（２０ａ）、Ｐ型熱電素子（１２）、放熱電極部（３０ａ）、およびＮ型熱電素子（１３）を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を形成する熱電素子組付け工程と、
熱電素子群の一方面に吸熱電極部（２０ａ）に伝熱可能に接続された吸熱熱交換部（２０ｂ）を配設し、熱電素子群の他方面に放熱電極部（３０ａ）に伝熱可能に接続された放熱熱交換部（３０ｂ）を配設する熱交換部組付け工程と、
熱交換部組付け工程で配設された複数個の吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）に絶縁性樹脂によるコーティングを行なうコーティング工程と、
コーティング工程でコーティングされた熱電素子群を複数列配設する電子モジュール組付け工程とを有することを特徴としている。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、熱電素子群単位に行なうコーティング工程を有することにより、間隙を最小にできることで数多くの熱電素子（１２、１３）が配設可能となる。従って、熱電素子（１２、１３）の面密度が向上できる。
【００１９】
また、熱交換部組付け工程後に熱電素子群ごとにコーティング工程を行なうことにより、コーティング工程の作業性が向上する。
【００２０】
請求項６に記載の発明では、隣り合う吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）相互間は、蒸着法もしくは浸漬法のいずれか一方による絶縁性樹脂コーティングを施して電気的に絶縁されていることを特徴としている。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、この種の方法であれば、少なくとも吸熱熱交換部（２０ｂ）および放熱熱交換部（３０ｂ）相互間を簡素な設備で容易に絶縁処理ができる。
【００２２】
なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態における熱電変換装置を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は本実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す模式図、図２は図１に示すＡ矢視図、図３は吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０の概略形状を示す斜視図である。
【００２４】
本実施形態の熱電変換装置は、吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａ、およびＮ型熱電素子１３の順に複数個積層してなる熱電素子群を列設して全ての熱電素子１２、１３を直列接続するように構成している。
【００２５】
具体的には、図１および図２に示すように、平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂、もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる第１絶縁基板１１に、吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａおよびＮ型熱電素子１３を交互に複数個積層してなる熱電素子群を列設して構成された熱電素子モジュール１０と、その熱電素子モジュール１０の一方面に配設する吸熱熱交換部２０ｂと、熱電素子モジュール１０の他方面に配設する放熱熱交換部３０ｂと、隣り合う熱電素子群を電気的に接続する接続部１６とから構成している。
【００２６】
まず、Ｐ型熱電素子１２はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＰ型半導体により構成され、Ｎ型熱電素子１３はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＮ型半導体により構成された極小部品である。また、第１絶縁基板１１は、上記積層された熱電素子群を嵌合する図示しない基板穴が複数個形成されており、その複数個の基板穴にそれぞれの熱電素子群を嵌合させて一体に構成している。
【００２７】
なお、第１絶縁基板１１に形成された基板穴は、図１に示すように、後述するが吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂに流通する熱交換媒体である空気の流れ方向と同じ方向に熱電素子群を配設するように形成してある。
【００２８】
次に、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａは、図２および図３に示すように、Ｐ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３とを電気的に接続するために平面状に形成された電極板であって、本実施形態では、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０に形成して熱電素子１２、１３との間に配設されている。
【００２９】
この吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０は、銅材などの導電性材料により形成され、上述した吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａと、これらの吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａから伝熱された熱を吸熱／放熱するための吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂとを一体に形成している。
【００３０】
その吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂの形状は、図３に示すように、平面状に形成された吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａから延びた平面に略Ｕ字状になるように折り曲げて、外方に延出する平面に切り起こしなどの成形加工でルーバー状のフィンを形成しているものである。
【００３１】
このフィンに熱交換媒体である空気が流れることで吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａより伝熱される熱と熱交換される。なお、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０は、熱電素子１２、１３の幅寸法と略同等もしくはそれ以下の幅寸法で形成している。
【００３２】
そして、図２に示すように、一方の吸熱熱交換部２０ｂが第１絶縁基板１１の一方面に配設され、他方の放熱熱交換部３０ｂが第１絶縁基板１１の他方面に配設されるように、熱電素子１２、１３間に吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを積層して構成している。
【００３３】
なお、図３中に示す実線は、吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂに流通する空気の流れ方向を示す矢印であり、切り起こされたフィンに空気が流通するように吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂが形成している。また、図３中に示す破線は、熱電素子群に沿って積層された熱電素子１２、１３間に流れる電流の流れ方向を示す矢印である。つまり、空気の流れ方向と電流の流れ方向とが同じ方向に流れるように構成している。
【００３４】
ところで、この種の熱電変換装置では、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間に必要以上の隙間（以下、間隙と称する）を設けることで電気的に絶縁することができるが、本発明では、熱電素子１２、１３の面密度を高めるために間隙を狭めるようにしている。
【００３５】
具体的には、隣り合う吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間の間隙をできるだけ小さく（例えば、１ｍｍ程度）設定して、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０に絶縁性樹脂によるコーティングを施して、隣り合う吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間を電気的に絶縁させている。
【００３６】
この絶縁性樹脂によるコーティングは、蒸着法、もしくは浸漬法のいずれか一方の方法で、少なくとも吸熱／放熱熱交換部２０ｂ、３０ｂ相互間が互いに電気的に絶縁するように絶縁性樹脂を塗布している。そして、その絶縁性樹脂として、ポリパラキシリレン、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂などを用いて絶縁膜を形成している。
【００３７】
なお、詳しくは後述するが、絶縁性樹脂によるコーティング加工は、吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａ、およびＮ型熱電素子１３の順に複数個積層させて熱電素子群を形成した後に、熱電素子群ごとにコーティングを行なうようにしている。
【００３８】
ここで、面密度とは、第１絶縁基板１１に配設される単位面積あたりの熱電素子１２、１３の収容個数を表す密度であって、この面密度が高いほど、収容個数が多くなって高出力を得ることができる。従って、本実施形態では、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間の間隙をできるだけ小さく（例えば、１ｍｍ程度）することで面密度を高めることができる。
【００３９】
なお、熱電素子群に沿った方向には、熱電素子１２、１３、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを積層することで、熱電素子１２、１３を碁盤目状に配設する方法よりも面密度を高めることができる。
【００４０】
また、図１中に示す１６は、隣り合う熱電素子群と電気的接続する接続部材である。さらに、図１中に示す左右端に配設される吸熱電極部２０ａには、それぞれ端子２４ａ、２４ｂが設けられ、その端子２４ａ、２４ｂには、図示しない直流電源の正側端子を端子２４ａに接続し、負側端子を端子２４ｂに接続するようにしている。
【００４１】
そして、第１絶縁基板１１を区画壁として、第１絶縁基板１１の一方面と多方面とをそれぞれ図示しないケース部材により送風通路を形成し、その送風通路に熱電素子群に沿う方向に空気を流通することで、吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂと空気とが熱交換され、吸熱熱交換部２０ｂが配設される側では空気を冷却することができ、放熱熱交換部３０ｂが配設される側では空気を加熱することができる。
【００４２】
次に、以上の構成による熱電変換装置の製造方法について説明する。本実施形態では、熱電素子群を形成する熱電素子組付け工程と、熱電素子群の一方面および多方面に吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂを配設する熱交換部組付け工程と、吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂに絶縁性樹脂によるコーティングを行なうコーティング工程と、コーティングされた熱電素子群を複数列配設する電子モジュール組付け工程とを備えている。
【００４３】
ところで、上記工程では熱電素子組付け工程と熱交換部組付け工程とを区別してあるが、本実施形態では、吸熱電極部２０ａと吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱電極部３０ａと放熱熱交換部２０ｂがそれぞれ一体に形成しているため熱電素子組付け工程において、吸熱電極部材２０、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０、およびＮ型熱電素子１３を前記の順番に複数組配列してなる熱電素子群を形成することで、同時に吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部２０ｂが一方面、多方面に配設することができる。
【００４４】
ここで、熱電素子１２、１３の間に配設する吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａは、それぞれ半田付けで接合して熱電素子１２、１３の間に積層している。次に、コーティング工程は、上記組付け工程で形成された熱電素子群単位に、熱電素子１２、１３、吸熱電極部材２０、放熱電極部材３０および半田付け接合部の外表面に絶縁膜を形成する工程である。
【００４５】
なお、熱電素子群の両端の接続部には、コーティング工程の前に、接続部がコーティングされないようにマスキングを行なってからコーティングを行なうようにしている。ここで、コーティング工程には、例えば、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂などの絶縁樹脂液の中に熱電素子群を浸漬させる浸漬法と、絶縁樹脂を気化させてポリパラキシリレン蒸着膜などを熱電素子群に凝集させる蒸着法とがあって、両者のいずれか一方の方法を用いて熱電素子群の外表面に絶縁膜を形成している。
【００４６】
そして、電子モジュール組付け工程において、コーティングされた熱電素子群の両端に設けたマスキングをはがした後に、第１絶縁基板１１に設けられた基板穴に複数列配設するとともに、接続部材１６で隣り合う熱電素子群を電気的に接続する。これにより、上方側に配設される吸熱電極部材２０が隣接して配列されたＰ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３とを直列的に接続されるとともに、下方側に配設される放熱電極部材３０が隣接して配列されたＮ型熱電素子１３とＰ型熱電素子１２とを直列的に接続される。
【００４７】
そして、第１絶縁基板１１を区画壁として図示しないケース部材を組み付けて空気通路を形成することで上方側に吸熱熱交換部が形成され、下方側に放熱熱交換部が形成されて、これに空気を流通させることで冷風、温風を得ることが可能となる。
【００４８】
次に、以上の構成による熱電変換装置の作動を説明する。図１に示すように、端子２４ａから入力された直流電源は、図中に示す左端上のＰ型熱電素子１２から熱電素子群に沿って電流が流れて図中に示す右端上のＮ型熱電素子まで直列的に流れる。つまり、全ての熱電素子１２、１３に直流電流が熱電素子群に沿って流れている。
【００４９】
具体的には、Ｐ型熱電素子１２→放熱電極部３０ａ→Ｎ型熱電素子１３→吸熱電極部２０ａ→Ｐ型熱電素子１２の順に電流が流れる。ここで、ＰＮ接合部を構成する放熱電極部３０ａはペルチェ効果によって高温の状態となり、ＮＰ接合部を構成する吸熱電極部２０ａは低温の状態となる。
【００５０】
つまり、第１絶縁基板１１の一方面に配設された吸熱熱交換部２Ｏｂは低温の熱が伝達されて被冷却流体が接触され、他方面に配設された放熱熱交換部３Ｏｂは高温の熱が伝達されて冷却流体が接触される。
【００５１】
これにより、吸熱熱交換部２Ｏｂでは被冷却流体が冷却され、放熱熱交換部３Ｏｂでは冷却流体が加熱されることになる。なお、このときに、それぞれの吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０は、電位を有しているが、絶縁膜と最小限の間隙によって電気的に絶縁されている。
【００５２】
ところで、本実施形態では、図示しない直流電源の正側端子を端子２４ａ側に接続し、負側端子を端子２４ｂ側に接続して端子２４ａに直流電源を入力させたが、これに限らず、図示しない直流電源の正側端子を端子２４ｂ側に接続し、負側端子を端子２４ａ側に接続して端子２４ｂに直流電源を入力させても良い。ただし、このときには、下側に吸熱電極部材２０が吸熱熱交換部を形成し、上側の放熱電極部材３０側が放熱熱交換部を形成するようになる。
【００５３】
以上の第１実施形態による熱電変換装置によれば、この種の熱電変換装置では、隣り合う吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂの相互間には電気的絶縁のためにある程度の間隙を設けるようにしているが、この間隙が狭いと、例えば、吸熱熱交換部２０ｂ相互間に凝縮水で水ブリッジを形成して絶縁不良を起こす恐れがある。
【００５４】
そこで、本発明では、吸熱熱交換部２０ｂを絶縁性樹脂でコーティング加工を施すことにより、間隙に水ブリッジが形成しても電気的絶縁が得られることで吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂの相互間の間隙を最小にすることができる。
【００５５】
これにより、数多くの熱電素子１２、１３が熱電素子モジュール１０に配設可能となる。従って、熱電素子１２、１３の面密度が向上できる。さらに、吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂがコーティング加工によりで防水および剛性性能が向上できる。
【００５６】
また、熱電素子１２、１３を碁盤目状に配設したときと比べて、吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａ、およびＮ型熱電素子１３の順に複数個積層させるほうが隣接する熱電素子１２、１３間の間隙を小さくすることができる。これにより、間隙を最小にできることで数多くの熱電素子１２、１３が配設可能となる。従って、熱電素子１２、１３の面密度が向上できる。
【００５７】
また、隣り合う吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂに蒸着法もしくは浸漬法のいずれか一方による絶縁性樹脂コーティングを施して絶縁膜を形成することにより、この種の方法であれば、少なくとも吸熱熱交換部２０ｂおよび放熱熱交換部３０ｂ相互間を簡素な設備で容易に絶縁処理ができる。
【００５８】
また、熱電素子群単位に行なうコーティング工程を有することにより、間隙を最小にできることで数多くの熱電素子１２、１３が配設可能となる。従って、熱電素子１２、１３の面密度が向上できる。さらに、熱交換部組付け工程後にコーティング工程を行なうことにより、コーティング工程の作業性が向上する。
【００５９】
（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、熱電素子群を吸熱電極部２０ａ、Ｐ型熱電素子１２、放熱電極部３０ａ、およびＮ型熱電素子１３の順に複数組積層して構成したが、第１絶縁基板１１に平面状に、熱電素子１２、１３が碁盤目状になるように熱電素子群を列設させても良い。
【００６０】
より具体的には、図４および図５に示すように、第１絶縁基板１１に熱電素子１２、１３を交互に複数個配列してなる熱電素子群を列設させて構成している。そして、熱電素子１２、１３の両端に吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを直列的に接続するように吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０を配設したものである。
【００６１】
そして、隣接する吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間は、絶縁性樹脂によるコーティングを施すことで絶縁膜を形成している。従って、第１実施形態と同じように、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０相互間の間隙は最小となるように設定している。
【００６２】
以上の第２実施形態による熱電変換装置によれば、熱電素子１２、１３が交互に略碁盤目状に配列され、一方の隣接する熱電素子１２、１３の端面に吸熱電極部２０ａが配設され、他方の隣接する熱電素子１２、１３の端面に放熱電極部３０ａが配設されていることにより、熱電素子１２、１３が碁盤目状に配設する熱電素子モジュール１０であっても、空気の流れ方向に直交する方向に数多くの熱電素子１２、１３が配設可能となる。
【００６３】
なお、以上の実施形態では、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを直接熱電素子１２、１３の両端面に接合させたが、図６に示すように、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａと略同等の平面状の電極部材２０ｃ、３０ｃを介して吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを直列的に接続させても良い。
【００６４】
これによれば、許容電流値を確保することが可能な板厚で電極部材２０ｃ、３０ｃを形成することで、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０側の板厚を薄くすることができる。これにより、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０の成形加工が簡素にできるので製造コストを低減できる。
【００６５】
（他の実施形態）
以上の実施形態では、複数の熱電素子群を第１絶縁基板１１に列設して一体構成したが、吸熱、放熱の区画壁として機能するように複数の熱電素子群を隙間なく列設するときは第１絶縁基板１１を設けなくても良い。
【００６６】
また、以上の実施形態では、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０を単品で形成して、複数個配列したが、これに限らず、図７に示すように、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０を少なくとも熱電素子群相当の複数個まとめて連結するように連結部材２５、３５で連結させて、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを熱電素子１２、１３に結合した後に、連結部材２５、３５を切断するように構成しても良い。これによれば、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０を単品で形成するよりも製造工数の低減が図れる。
【００６７】
また、以上の第１実施形態では、熱電素子群を第１絶縁基板１１に形成された基板穴に配列して一体構成させたが、これに限らず、図９に示すように、吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａが貫通する貫通孔（図示せず）を形成した平板状の支持部材２６、３６を設け、その支持部材２６、３６を熱電素子１２、１３の両端に配設する。
【００６８】
そして、その支持部材２６、３６の貫通孔に吸熱電極部２０ａおよび放熱電極部３０ａを貫通させて熱電素子１２、１３間に吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０を積層するように構成しても良い。これによれば、吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０が所定の位置に固定できることで間隙が狭められることがない。
【００６９】
また、以上の実施形態では、本発明をペルチェ効果によって、一方の電極部に低温状態の熱を伝熱させ、他方の電極部に高温の熱を伝達するように構成した熱電素子モジュール１０に適用したが、これに限らず、ゼーベック効果（電極部に温度差を与えると電流が流れる。）による熱電素子モジュール１０にも適用しても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示すＡ矢視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における熱電変換装置の主要部の概略形状を示す斜視図である。
【図４】本発明の第２実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す模式図である。
【図５】本発明の第２実施形態における熱電変換装置の主要部の概略形状を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施形態の変形例における熱電変換装置の主要部の概略形状を示す斜視図である。
【図７】他の実施形態における吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０の全体構成を示す模式図である。
【図８】他の実施形態の変形例における吸熱電極部材２０および放熱電極部材３０の全体構成を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０…熱電素子モジュール
１２…Ｐ型熱電素子、熱電素子
１３…Ｎ型熱電素子、熱電素子
２０ａ…吸熱電極部
２０ｂ…吸熱熱交換部
３０ａ…放熱電極部
３０ｂ…放熱熱交換部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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