(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能な第１の基板と、
変形可能な第２の基板と、
前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置される複数の熱電変換素子と、
前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する電極群と、を備え、
前記複数の熱電変換素子は、複数列で並ぶように前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置され、
前記電極群のうち、第１の列と隣の第２の列との間に跨る橋架電極が、他の電極に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域を有し、且つ、前記第１の列と前記第２の列とを区分する区分線上に、当該区分線に沿って前記橋架電極の内側に凹んだ切欠き部を有する、
ことを特徴とする熱電変換器。
【請求項２】
請求項１に記載の熱電変換器において、
前記橋架電極の前記熱電変換素子が設置される領域の厚みが、前記他の電極の厚みと同じとなっている、
ことを特徴とする熱電変換器。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱電変換器において、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方の縁部分に、前記熱電変換素子に接合されない第１のパターンが、前記列に垂直に延びるように設けられている、
ことを特徴とする熱電変換器。
【請求項４】
請求項１から３の何れか一項に記載の熱電変換器において、
前記第１の基板と前記第２の基板の少なくとも一方の縁部分に、前記熱電変換素子に接合されない第２のパターンが、前記列に平行に延びるように設けられている、
ことを特徴とする熱電変換器。
【請求項５】
請求項４に記載の熱電変換器において、
前記第２のパターンにリード線が接続され、前記第２のパターンを介して、リード線が前記熱電変換素子に接続されている、
ことを特徴とする熱電変換器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱を電力に変換し、あるいは電力を熱に変換する熱電変換器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対象物を冷却または加熱するために熱電変換器が用いられている。また、近年、工場などで生じる排熱を電力に変換するために、熱電変換器が用いられている。この種の熱電変換器は、ゼーベック効果、ペルチェ効果またはトムソン効果などの熱電効果を利用したｐ型熱電変換素子とｎ型熱電変換素子とを多数組み合わせて構成され得る。
【０００３】
以下の特許文献１には、多数のＰ型熱電素子およびＮ型熱電素子を２つの基板間に配置した熱電変換器が記載されている。この構成では、各基板に設置された電極群によって、Ｐ型熱電素子およびＮ型熱電素子が電気的に接続される。接続を所定の列から隣の列へと橋渡しする部分の電極に、２個のＰ型熱電変換素子と２個のＮ型熱電変換素子の合計４個の熱電変換素子が配置されている。各列のその他の電極は、１個のＰ型熱電変換素子と１個のＮ型熱電変換素子とを直列に接続するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１１１０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
熱電変換器が設置される設置面は、必ずしも平面とは限らず、曲面等、種々の形状をとり得る。このため、熱電変換器は、設置面の形状に沿うように変形し得ることが好ましい。しかしながら、上記特許文献１の構成では、各列に沿って電極が配置されるとともに、接続を所定の列から隣の列へと橋渡しする部分にも列間を跨ぐように電極が配置されているため、何れの方向にも基板が変形しにくい構造となっている。このため、設置面が平面以外である場合は、熱電変換器の作用面を設置面に沿わせることが難しく、このため、熱電変換効率が低下する結果となってしまう。
【０００６】
かかる課題に鑑み、本発明は、種々の形状の設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能な熱電変換器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の主たる態様に係る熱電変換器は、変形可能な第１の基板と、変形可能な第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置される複数の熱電変換素子と、前記複数の熱電変換素子を電気的に接続する電極群と、を備える。前記複数の熱電変換素子は、複数列で並ぶように前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置される。前記電極群のうち、第１の列と隣の第２の列との間に跨る橋架電極が、他の電極に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域を有し、且つ、前記第１の列と前記第２の列とを区分する区分線上に、当該区分線に沿って前記橋架電極の内側に凹んだ切欠き部を有する。
【０００８】
本態様に係る熱電変換器によれば、第１の基板と第２の基板がともに変形可能な構成となっている。また、橋架電極が、他の電極に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域を有し、且つ、前記第１の列と前記第２の列とを区分する区分線上に、当該区分線に沿って前記橋架電極の内側に凹んだ切欠き部を有しているため、この領域において橋架電極が撓みやすい構造となっている。このため、隣り合う列間の隙間の位置において、隙間を軸として、熱電変換器を容易に曲げることができる。よって、熱電変換器の作用面を設置面に容易に沿わせることができる。また、橋架電極の厚みが薄い領域は、表面積が広くなっているため、他の電極と同様の電流密度を維持できる。よって、電極としての作用を他の電極と同等に確保でき、熱電変換器の特性が損なわれることがない。
【０００９】
このように、本態様に係る熱電変換器によれば、熱電変換器の特性を損なうことなく、熱電変換器の作用面を種々の形状の設置面に容易に沿わせることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上のとおり、本発明によれば、種々の形状の設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能な熱電変換器を提供することができる。
【００１１】
本発明の効果ないし意義は、以下に示す実施の形態の説明により更に明らかとなろう。ただし、以下に示す実施の形態は、あくまでも、本発明を実施化する際の一つの例示であって、本発明は、以下の実施の形態に記載されたものに何ら制限されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、実施の形態に係る第２の基板を装着する前の熱電変換器の構成を示す斜視図である。
【図２】図２（ａ）は、実施の形態に係る熱電変換器の第１の基板側に配置された電極群の構成を示す平面図である。図２（ｂ）は、実施の形態に係る熱電変換器の第２の基板側に配置された電極群の構成を示す平面図である。
【図３】図３は、実施の形態に係る熱電変換器の第１の基板側に配置された電極群の構成を示す一部拡大図である。
【図４】図４（ａ）は、実施の形態に係る熱電変換器の第１の基板側の電極群に熱電変換素子を設置した状態を示す図である。図４（ｂ）は、実施の形態に係る熱電変換器の第２の基板側の電極群に対する熱電変換素子の配置を示す図である。
【図５】図５は、実施の形態に係る熱電変換素子の接続状態を示す一部拡大図である。
【図６】図６は、実施の形態に係る第２の基板を装着した状態の熱電変換器の構成を示す斜視図である。
【図７】図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、実施の形態に係る熱電変換器を対象物の設置面に設置する前の状態と設置した後の状態を模式的に示す図である。
【図８】図８は、変更例に係る第２の基板を装着する前の熱電変換器の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。便宜上、各図には、互いに直交するＸ、Ｙ、Ｚ軸が付記されている。Ｚ軸方向が熱電変換器１００の高さ方向であり、Ｚ軸正方向が上方向である。
【００１４】
図１は、第２の基板を装着する前の熱電変換器１００の構成を示す斜視図である。
【００１５】
熱電変換器１００は、第１の基板１０と、熱電変換素子２０と、支持体３０と、を備える。
【００１６】
第１の基板１０は、平面視において正方形の角を丸めた輪郭を有する。第１の基板１０は、熱伝導特性に優れ、且つ、変形可能な材料からなっている。たとえば、第１の基板１０は、熱伝導特性に優れ、且つ、可撓性を有する材料から構成され得る。第１の基板１０として、薄い銅板が用いられ得る。この他、第１の基板１０は、アルミニウム、シリコン樹脂、エポキシ樹脂等から形成されても良い。
【００１７】
第１の基板１０の上面（Ｚ軸正側の面）には、電極１１および橋架電極１２、１３からなる電極群が設けられている。また、第１の基板１０の上面の縁には、第１のパターン１４〜１７と、第２のパターン１８、１９が設けられている。電極１１および橋架電極１２、１３と、第１のパターン１４〜１７および第２のパターン１８、１９は、銅やアルミニウム等から形成されている。第１の基板１０が導電性材料により構成される場合、第１の基板１０と、電極１１、橋架電極１２、１３、第１のパターン１４〜１７および第２のパターン１８、１９との間に絶縁層が設けられる。
【００１８】
電極１１および橋架電極１２、１３の上面には、半田によって、熱電変換素子２０の下面が接合される。また、第２のパターン１８、１９の上面には、半田によって、支持体３０の下面が接合される。さらに、第２のパターン１８、１９には、半田によって、リード線４１、４２が接続される。第１のパターン１４〜１７には、熱電変換素子２０および支持体３０の何れも設置されない。
【００１９】
図２（ａ）は、第１の基板１０側に配置された電極群等の構成を示す平面図である。
【００２０】
電極１１は、Ｙ軸方向に延びる複数の列Ｌ１に沿って並ぶように配置されている。橋架電極１２、１３は、２つの列Ｌ１を跨ぐようにして、Ｙ軸負側の端とＹ軸正側の端に配置されている。橋架電極１２は、２つの領域１２１、１２２と、これら領域１２１、１２２を接続する領域１２３を備えている。また、橋架電極１２は、Ｙ軸方向に平行に橋架電極１２の内側に凹んだ切欠き部１２４、１２５を有している。切欠き部１２４、１２５は、隣り合う列Ｌ１を区分する区分線上において、当該区分線に沿って凹むように形成されている。同様に、橋架電極１３も、領域１３１、１３２、１３３と切欠き部１３４、１３５を備えている。
【００２１】
第１の基板１０上面のＹ軸正側およびＹ軸負側の縁部分に、第１のパターン１４〜１７が、Ｘ軸方向に延びるように形成されている。さらに、第１の基板１０上面のＸ軸正側およびＸ軸負側の縁部分に、第２のパターン１８、１９が、Ｙ軸方向に延びるように形成されている。右側の第２のパターン１８は、最右端の橋架電極１３に一体的に繋がっており、左側の第２のパターン１９は最左端の橋架電極１３に一体的に繋がっている。第１の基板１０の上面には、Ｘ軸方向に対称に、電極群およびパターン群が配置されている。
【００２２】
図３は、第１の基板１０の角付近に配置された電極群の構成を示す一部拡大図である。
【００２３】
図３に示すように、橋架電極１２の２つの領域１２１、１２２は、電極１１と同じ厚みとなっている。橋架電極１２の領域１２３は、電極１１よりも厚みが薄く且つ表面積が広くなっている。領域１２１、１２２、１２３は一体的に形成されている。
【００２４】
平面視において、領域１２１、１２２は、熱電変換素子２０よりもやや大きい正方形の輪郭を有している。領域１２１、１２２のＸ軸方向の幅は、電極１１のＸ軸方向の幅と同じである。領域１２１、１２２は、電極１１と同列に並んでいる。また、領域１２１、１２２は、隙間Ｇ１を介してＸ軸方向に直線状に並んでいる。
【００２５】
領域１２３は、大半が領域１２１、１２２からＹ軸負側に広がるように形成されている。領域１２３の厚みは、領域１２３をＸ軸方向に２分割する直線Ｓ１の位置において領域１２３をＹＺ平面に平行な平面で切断したときの断面積が、領域１２１、１２２または電極１１をＸＺ平面に平行な平面で切断したときの断面積と略同じとなるように設定されている。切欠き部１２４、１２５は、直線Ｓ１の位置に設けられている。平面視における切欠き部１２４、１２５の形状は、略半円である。
【００２６】
図３に示すように、第１のパターン１５、１７の厚みは、領域１２３の厚みよりもやや薄くなっている。第１のパターン１６（図２（ａ）参照）の厚みは、第１のパターン１５、１７の厚みと同じである。第１のパターン１５〜１７は、第１の基板１０をＸＺ平面に平行な方向に撓ませる際に、第１の基板１０にテンションを与えるためのものである。これにより、第１の基板１０をＸＺ平面に平行な方向に滑らかに撓ませることができる。
【００２７】
なお、第１のパターン１５〜１７の厚みは、必ずしも領域１２３より薄くなくてもよく、第１の基板１０に所望のテンションを与え得る限りにおいて、他の厚みであってもよい。また、第１のパターン１５〜１７が互いに分離される位置は、必ずしも図２（ａ）および図３に示す位置でなくてもよく、Ｘ軸方向の他の位置であってもよい。さらに、基板１０のＹ軸負側の縁に形成される第１のパターンは、必ずしも、Ｘ軸方向に３つに分離されていなくともよく、他の数に分離されていてもよく、あるいは、第１の基板１０のＹ軸正側の縁に形成された第１のパターン１４と同様、分離されていなくてもよい。
【００２８】
図３に示すように、第２のパターン１９の厚みは、領域１２１、１２２および電極１１の厚みと略同じとなっている。Ｘ軸方向における第２のパターン１９の幅は、領域１２１、１２２および電極１１のＸ軸方向における幅と略同じである。第２のパターン１９は、上記のようにリード線４２と熱電変換素子２０とを接続する機能の他、ＹＺ平面に平行な方向に第１の基板１０が撓みにくくする補強的な機能をもっている。
【００２９】
なお、ＹＺ平面に平行な方向にも第１の基板１０が撓みやすくする場合は、第２のパターン１９の厚みを薄くし、且つ、Ｘ軸方向における第２のパターン１９の幅を広げればよい。この場合、ＸＺ平面と平行な平面で第２のパターン１９を切断したときの断面積がこの平面で電極１１を切断したときの断面積と略同じとなるように、第２の厚みとＸ軸方向の幅を調整すればよい。
【００３０】
図２（ａ）に示す中央の７つの橋架電極１３も、図３に示す橋架電極１２と同様の構成となっている。これら７つの橋架電極１３は、図３に示す橋架電極１２をＹ軸方向に反転させた構造となっている。これら７つの橋架電極１３は、領域１３１、１３２および領域１３３の輪郭および厚みが、橋架電極１２と同一である。図２（ａ）の左端の橋架電極１３は、他の橋架電極１３の領域１３１が第２のパターン１９に置き換えられた構成となっている。また、右端の橋架電極１３は、他の橋架電極１３の領域１３２が第２のパターン１８に置き換えられた構成となっている。
【００３１】
図２（ａ）に示すＹ軸正側の第１のパターン１４の厚みおよび幅は、図３に示したＹ軸負側の第１のパターン１５、１７と同じである。Ｙ軸正側の第１のパターン１４は、Ｙ軸負側の第１のパターン１５、１７と同様、第１の基板１０をＸＺ平面に平行な方向に撓ませる際に、第１の基板１０にテンションを与えるためのものである。Ｙ軸正側の第１のパターン１４が、Ｘ軸方向に分離された複数の部分からなっていてもよい。また、Ｘ軸正側の第２のパターン１８の厚みおよび幅は、図３に示したＸ軸負側の第２のパターン１９と同じである。
【００３２】
図４（ａ）は、第１の基板１０側の電極群に熱電変換素子２０を設置した状態を示す図である。
【００３３】
電極１１には、Ｐ型とＮ型の２つの熱電変換素子２０がＹ軸方向に並ぶように設置される。橋架電極１３の領域１３１、１３２には、Ｐ型とＮ型の２つの熱電変換素子２０がＸ軸方向に並ぶように設置される。第２のパターン１８、１９には、それぞれ４つの支持体３０が設置される。
【００３４】
熱電変換素子２０は、略立方体の形状を有する。熱電変換素子２０は、たとえば、熱を電力に変換する半導体からなっている。熱電変換素子２０は、ゼーベック係数αと比抵抗ρと熱伝導率Ｋによって表される性能指数Ｚ（＝α２／ρＫ）が大きな材料（Ｂｉ２Ｔｅ３系材料、鉛・テルル系材料、シリコン・ゲルマニウム系材料等）にドーパントを添加したものである。添加するドーパントにより、ｐ型とｎ型の２種類の熱電変換素子２０が構成される。ｐ型の熱電変換素子２０を構成するためのドーパントとして、たとえば、Ｓｂが添加される。また、ｎ型の熱電変換素子２０を構成するためのドーパントとして、たとえば、Ｓｅが添加される。熱電変換素子２０の上面および下面には、電極群に接合される電極部が形成されている。熱電変換素子２０が、ペルチェ素子等の、電力により熱を制御する素子からなっていてもよい。
【００３５】
支持体３０は、熱電変換素子２０と同様の形状を有する。支持体３０の高さは、熱電変換素子２０の高さと同じである。支持体３０は、剛性が高い材料からなっている。なお、支持体３０は、ｐ型もしくはｎ型の熱電変換素子２０であっても良い。この場合、ｐ型もしくはｎ型の熱電変換素子２０の材料剛性が低くても、構造体として剛性が確保できれば良い。支持体３０は、上面および下面に第１の基板１０と第２の基板５０のパターンを半田付けが可能な材料からなっている。たとえば、支持体３０は、亜鉛合金から構成され得る。また、金属または樹脂材料等の構造体の表面にメッキを施して支持体３０を構成してもよい。支持体３０は、半田に対する濡れ性の高い材料または構成であることが好ましい。
【００３６】
なお、支持体３０は、ガラスや樹脂から構成されてもよい。この場合、支持体３０の上面と下面は、半田に代えて接着剤により、それぞれ第１の基板１０と第２の基板５０の対応するパターンに接合される。接着固定は、たとえば、紫外線硬化樹脂や熱硬化樹脂を用いて行われる。
【００３７】
図１に示す構造体には、Ｚ軸正側から第２の基板５０が重ねられる。第２の基板５０の下面（Ｚ軸負側の面）には、半田により熱電変換素子２０の上面に接合される電極群が形成されている。
【００３８】
図２（ｂ）は、第２の基板５０側に配置された電極群の構成を示す平面図である。
【００３９】
平面視において、第２の基板５０は、第１の基板１０と同様の輪郭を有している。第２の基板５０は、変形可能で、且つ、ＸＹ平面に平行な方向に延伸可能な材料からなっている。たとえば、第２の基板５０は、可撓性および延伸性を有する樹脂材料からなっている。
【００４０】
第２の基板５０のＺ軸負側には、電極５１と、第１のパターン５２〜５５と、第２のパターン５６、５７が形成されている。電極５１、第１のパターン５２〜５５および第２のパターン５６、５７の輪郭および厚みは、第１の基板１０側の電極１１、第１のパターン１４〜１７および第２のパターン１８、１９の輪郭および厚みと同じである。
【００４１】
図２（ａ）に示すように、第１の基板１０には、Ｘ軸方向に並ぶ電極１１の列がＹ軸方向に７つ配置されたが、図２（ｂ）に示すように、第２の基板５０には、Ｘ軸方向に並ぶ電極５１の列がＹ軸方向に８つ配置されている。Ｘ軸方向に並ぶ電極５１の各列は、第１の基板１０に配置されたＸ軸方向に並ぶ電極１１の各列に対して、電極５１のＹ軸方向の幅の半分だけ、Ｙ軸正方向にずれている。第２の基板５０には、第１の基板１０の橋架電極１２に対応する電極が形成されていない。第２の基板５０の下面には、Ｘ軸方向に対称に、電極群およびパターン群が配置されている。
【００４２】
図４（ｂ）は、第２の基板５０が図１に示す構造体に重ねられたときの、第２の基板５０側の電極群に対する熱電変換素子２０の配置を示す図である。
【００４３】
電極５１には、Ｐ型とＮ型の２つの熱電変換素子２０がＹ軸方向に並ぶように位置付けられる。第２のパターン５６、５７には、それぞれ４つの支持体３０が位置付けられる。第２の基板５０が図１に示す構造体に重ねられた状態で、熱電変換素子２０の上面が対応する電極５１に半田で接合されるとともに、支持体３０の上面が第２のパターン５６、５７の何れか一方に半田で接合される。
【００４４】
こうして、第２の基板５０が図１の構造体に取り付けられると、第１の基板１０に設置されたｐ型の熱電変換素子２０とｎ型の熱電変換素子２０が、第１の基板１０の電極群と第２の基板５０の電極群によって直列に接続される。
【００４５】
図５は、電極群による熱電変換素子２０の接続状態を示す一部拡大図である。図５において、Ｐ型の熱電変換素子２０にはＰの文字が付記され、Ｎ型の熱電変換素子２０にはＮの文字が付記されている。また、破線の矢印は、電気的な接続ルートを示している。便宜上、図５では、支持体３０と第２の基板５０の図示が省略されている。
【００４６】
図５に示すように、Ｙ軸方向に並ぶＰ型の熱電変換素子２０とＮ型の熱電変換素子２０は、電極１１と電極５１によって直列に接続されている。また、最もＹ軸負側においてＸ軸方向に並ぶＰ型の熱電変換素子２０とＮ型の熱電変換素子２０は、橋架電極１２によって直列に接続されている。同様に、最もＹ軸正側においてＸ軸方向に並ぶＰ型の熱電変換素子２０とＮ型の熱電変換素子２０は、第１の基板１０の橋架電極１３（図４（ａ）参照）によって直列に接続されている。
【００４７】
図６は、図１の構造体に第２の基板５０を装着した状態の熱電変換器１００の構成を示す斜視図である。
【００４８】
平面視において、熱電変換器１００は、正方形の角を丸めた輪郭を有している。第１の基板１０と第２の基板５０との間に、熱電変換素子２０が挟まれている。第１の基板１０と第２の基板５０との間隔は、第１の基板１０と第２の基板５０との間に挟まれた熱電変換素子２０および支持体３０の高さによって決まる。支持体３０は、Ｚ軸方向における熱電変換器１００の強度を高めるためのものである。第１の基板１０と第２の基板５０との間からリード線４１、４２が引き出されている。
【００４９】
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ、熱電変換器１００を対象物２００の設置面２０１に設置する前の状態と設置した後の状態を模式的に示す図である。
【００５０】
本実施の形態では、第１の基板１０の下面が作用面１０１となっている。したがって、第１の基板１０の下面が設置面２０１に接触するように、熱電変換器１００が対象物２００の設置面２０１に設置される。ここでは、対象物２００の形状がＹ軸に平行な軸を中心軸とする円柱形状であることが想定されている。したがって、設置面２０１は、ＸＺ平面に平行な方向のみに丸みを持っている。
【００５１】
図７（ａ）に示す状態から、熱電変換器１００の作用面１０１を対象物２００の設置面２０１に押し付けると、位置Ｐ１において熱電変換器１００がＸＺ平面の面内方向に折れ曲がる。これにより、図７（ｂ）に示すように、熱電変換器１００の作用面１０１が対象物２００の設置面２０１に沿うようになる。
【００５２】
すなわち、図３を参照して説明したように、橋架電極１２、１３は、他の電極１１に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域１２３を有している。このため、この領域１２３において橋架電極１２、１３が撓みやすい構造となっている。したがって、隣り合う列Ｌ１間の隙間Ｇ１の位置において、隙間Ｇ１を軸として、ＸＺ平面の面内方向に、熱電変換器１００を容易に撓ませることができる。よって、熱電変換器１００の作用面１０１を設置面２０１に容易に沿わせることができる。
【００５３】
＜実施形態の効果＞
本実施の形態によれば、以下の効果が奏される。
【００５４】
橋架電極１２、１３が、電極１１に比べて厚みが薄く且つ表面積が広い領域１２３、１３３を有しているため、これらの領域１２３、１３３において橋架電極１２、１３が撓みやすい構造となっている。このため、隣り合う列Ｌ１間の隙間Ｇ１の位置Ｐ１において、隙間Ｇ１を軸として、熱電変換器１００を容易に曲げることができる。よって、熱電変換器１００の作用面１０１を設置面２０１に容易に沿わせることができる。また、橋架電極１２、１３の厚みが薄い領域１２３、１３３は、表面積が広くなっているため、他の電極と同様の電流密度を維持できる。よって、電極としての作用を他の電極１１と同等に確保でき、熱電変換器１００の特性が損なわれることがない。このように、本実施の形態に係る熱電変換器１００によれば、熱電変換器１００の特性を損なうことなく、熱電変換器１００の作用面１０１を円柱の形状の設置面２０１に容易に沿わせることができる。
【００５５】
また、本実施の形態では、橋架電極１２、１３の熱電変換素子２０が設置される領域１２１、１２２、１３１、１３２の厚みが、電極１１の厚みと同じとなっている。このため、橋架電極１２、１３に対しても、電極１１に設置される熱電変換素子２０と同じ高さの熱電変換素子２０を設置でき、橋架電極１２、１３と電極１１との間で、設置される熱電変換素子２０を区別する必要がない。よって、熱電変換素子２０の設置を作業性良く行うことができる。
【００５６】
また、本実施の形態において、橋架電極１２、１３は、隣り合う列Ｌ１を区分する区分線上に、当該区分線に沿って橋架電極１２、１３の内側に凹んだ切欠き部１２４、１２５、１３４、１３５を有しており、これらの切欠き部１２４、１２５、１３４、１３５によって領域１２３、１３３がより撓みやすくなっている。よって、熱電変換器１００をより容易に曲げることができ、熱電変換器１００の作用面１０１を設置面２０１に対してより容易に沿わせ易くなる。
【００５７】
また、本実施の形態では、第１の基板１０のＹ軸方向の縁部分に、熱電変換素子２０に接合されない第１のパターン１４〜１７が列Ｌ１に垂直に延びるように設けられ、第２の基板５０のＹ軸方向の縁部分にも、同様の第１のパターン５２〜５５が設けられている。これにより、熱電変換器１００を撓ませる際に、所望のテンションを与えることができ、第１の基板１０および第２の基板５０をＸＺ平面に平行な方向に滑らかに撓ませることができる。よって、熱電変換器１００の作用面１０１を設置面２０１に対してより円滑に沿わせることができる。
【００５８】
また、本実施の形態では、第１の基板１０のＸ軸方向の縁部分に、熱電変換素子２０に接合されない第２のパターン１８、１９が列Ｌ１に平行に延びるように設けられ、第２の基板５０のＸ軸方向の縁部分にも、同様の第２のパターン５６〜５７が設けられている。これにより、熱電変換器１００がＹＺ平面に平行な方向に撓みにくくなるため、円柱形状の設置面２０１に作用面１０１をより円滑な作業で沿わせることができる。
【００５９】
また、これら第２のパターン１８、１９にはリード線４１、４２が接続され、第２のパターン１８、１９を介して、リード線４１、４２が熱電変換素子２０に接続されている。このように、第２のパターン１８、１９をリード線４１、４２の導入パターンとして共用することにより、熱電変換器１００をコンパクトに収めることができる。
【００６０】
＜変更例＞
上記実施の形態では、電極５１が第２の基板５０に形成され、第２の基板５０を熱電変換素子２０の上面に重ねる際に電極５１が熱電変換素子２０の上面に半田により接合されたが、電極５１が、第２の基板５０側に配置されず、あらかじめ熱電変換素子２０の上面に半田で接合されていてもよい。
【００６１】
図８は、この場合の構成例を示す図である。図８に示すように、この構成例では、第２の基板５０を第１の基板１０に重ねる前に、予め、半田により、電極５１が、熱電変換素子２０の上面に接合されている。図８の構成例では、さらに、第２のパターン５６、５７も、予め、半田により、支持体３０の上面に接合されている。なお、便宜上、図８では、第２のパターン５６、５７の破線で示された部分の図示が省略されている。
【００６２】
この場合、第２の基板５０から、電極５１とともに第２のパターン５６、５７が省略される。さらに、第１のパターン５２〜５４が、第２の基板５０から省略されてもよい。
【００６３】
第２の基板５０は、図８の構造体の上面に重ねられる際に、たとえば、Ｘ軸正側の第２のパターン５７の上面に、粘着剤で固定される。すなわち、図６のように熱電変換器１００が組み立てられた状態において、第２の基板５０は、Ｘ軸正側の縁の部分のみが第２のパターン５６の上面に固定された状態となり、その他の部分は、電極５１の上面およびＸ軸負側の第２のパターン５６の上面に対してフリーな状態となっている。
【００６４】
この変更例によれば、このように、第２の基板５０の一方の縁の部分以外の部分が電極５１の上面およびＸ軸負側の第２のパターン５６の上面に対してフリーな状態にあるため、上記実施の形態に比べて、図６のＸＺ平面の面内方向に熱電変換器１００をさらに曲げやすくなる。このため、図７（ｂ）のように設置面２０１に作用面１０１を押し当てる際に、さらに容易に、熱電変換器１００を曲げることができ、作用面１０１を設置面２０１に対して、より円滑に沿わせ易くなる。
【００６５】
なお、この変更例では、図７（ｂ）に示す状態において、第２の基板５０が電極５１の上面から離れ得る。したがって、この変更例では、熱電変換器１００を対象物２００に取り付ける際に、第２の基板５０が電極５１の上面から離れないように、熱電変換器１００を対象物２００に取り付ける取り付け具によって、第２の基板５０の上面を押さえるようにすればよい。
【００６６】
また、この変更例では、第２の基板５０が第２のパターン５７の上面に粘着剤で接合されたが、これに代えて、電極５１の上面および第２のパターン５６、５７の上面に非導電性のグリスを塗布し、このグリスの粘着力によって、第２の基板５０を電極５１の上面および第２のパターン５６、５７の上面に仮止めするようにしてもよい。
【００６７】
この場合も、第２の基板５０は、電極５１の上面および第２のパターン５６、５７の上面に対してＸＹ平面に平行な方向に変位可能な状態にあるため、上記実施の形態に比べて、図６のＸＺ平面の面内方向に熱電変換器１００をさらに曲げやすくなる。よって、図７（ｂ）のように設置面２０１に作用面１０１を押し当てる際に、さらに容易に、熱電変換器１００を曲げることができ、作用面１０１を設置面２０１に対して、より円滑に沿わせ易くなる。
【００６８】
なお、図８の構成例では、第２のパターン５６、５７が支持体３０の上面に配置されたが、第２のパターン５６、５７が省略されてもよい。また、電極５１と第２の基板５０との摩擦力を考慮して仮止めをしない場合があっても良い。
【００６９】
上記実施の形態では、熱電変換素子２０の他に支持体３０が、第１の基板１０と第２の基板５０との間に配置されたが、支持体３０は必ずしも必要なものではなく、Ｚ軸方向の強度が維持できる場合は、支持体３０が省略されてもよい。
【００７０】
上記実施の形態では、第２の基板５０側にも第１のパターン５２〜５５が設けられたが、熱電変換器１００を滑らかに撓ませることが可能であれば、第１のパターン５２〜５５が省略されてもよい。あるいは、第２の基板５０側にも第１のパターン５２〜５５を残して、第１の基板１０側の第１のパターン１４〜１７が省略されてもよい。なお、第１のパターン１４〜１７および第１のパターン５２〜５５は必ずしも必要なものではなく、設置面に作用面を円滑に沿わせることが可能であれば、第１のパターン１４〜１７および第１のパターン５２〜５５の両方が省略されてもよい。
【００７１】
上記実施の形態では、第２の基板５０側にも第２のパターン５６、５７が設けられたが、ＹＺ平面に平行な方向における熱電変換器１００の撓みを抑制可能であれば、第２のパターン５６、５７が省略されてもよい。なお、ＹＺ平面に平行な方向においても熱電変換器１００を撓みやすく（変形しやすく）する場合は、上述のように、第１の基板１０側の第２のパターン１８、１９の厚みを薄くし、また、第２の基板５０側の第２のパターン５６、５７の厚みを薄くしてもよい。あるいは、ＹＺ平面に平行な方向においても熱電変換器１００を撓みやすく（変形しやすく）する場合は、第１の基板１０側の第２のパターン１８、１９と、第２の基板５０側の第２のパターン５６、５７の両方を省略してもよい。この場合、リード線４１、４２は、たとえば、図２（ａ）に示す最右端および最左端の橋架電極１３に接続すればよい。この場合、最右端および最左端の橋架電極１３は、電極１１の厚みと面積と同一でも良い。
【００７２】
上記実施の形態では、図３に示すように、領域１２１、１２２の厚みが電極１１の厚みと同じであったが、領域１２１、１２２の厚みが領域１２３の厚みと同じであってもよい。ただし、この場合は、領域１２１、１２２の厚みが電極１１の厚みよりも薄くなるため、領域１２１、１２２に設置される熱電変換素子２０の高さを、電極１１に設置される熱電変換素子２０の高さよりも、厚みの差分だけ高くする必要がある。このため、電極１１に設置される熱電変換素子２０と橋架電極１２に設置される熱電変換素子２０とを相違させる必要が生じ、作業性が低下する。よって、熱電変換素子２０の設置を作業性良く行うためには、領域１２１、１２２の厚みを電極１１の厚みと同一に設定することが好ましい。
【００７３】
上記実施の形態では、橋架電極１２、１３の両方が第１の基板１０側に配置されるように電極群がレイアウトされたが、橋架電極１２、１３の何れか一方または両方が第２の基板５０側に配置されるように電極群がレイアウトされてもよい。平面視における電極１１および橋架電極１２、１３の輪郭や、領域１２３、１３３の広さおよび輪郭も、適宜変更可能である。
【００７４】
以上の他、本発明の実施の形態は、特許請求の範囲に示された技術的思想の範囲内において、適宜、種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  …  第１の基板
１１  …  電極
１２、１３  …  橋架電極
１４〜１７  …  第１のパターン
１８、１９  …  第２のパターン
２０  …  熱電変換素子
４１、４２  …  リード線
５０  …  第２の基板
５１  …  電極
５２〜５５  …  第１のパターン
５７、５８  …  第２のパターン
１２１〜１２３  …  領域
１２４、１２５  …  切欠き部
１３１〜１３３  …  領域
１３４、１３５  …  切欠き部
【図１】
0006607448.tif 000002
【図２】
0006607448.tif 000003
【図３】
0006607448.tif 000004
【図４】
0006607448.tif 000005
【図５】
0006607448.tif 000006
【図６】
0006607448.tif 000007
【図７】
0006607448.tif 000008
【図８】
0006607448.tif 000009