(57)【要約】  ハニカムサンドイッチ構造体は、第１表皮材、第２表皮材および第１表皮材と第２表皮材とに挟まれるハニカムコアを有する本体部と、高温側のモジュール表面と低温側のモジュール裏面との温度差によって発電を行う熱電変換モジュールとを備えている。熱電変換モジュールは、モジュール表面およびモジュール裏面の少なくとも一方が本体部から露出した状態で、モジュール表面とモジュール裏面との温度差が発生するように本体部に埋め込まれている。
2016031667.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１表面と、前記第１表面に対向する第１裏面とを有する第１表皮材と、
第２表面と、前記第２表面に対向する第２裏面とを有する第２表皮材と、
前記第１裏面および前記第２裏面のそれぞれと接着させた状態で、前記第１表皮材と前記第２表皮材とに挟まれるハニカムコアと、
を有する本体部と、
高温側のモジュール表面と、前記モジュール表面に対向する低温側のモジュール裏面とを有しており、前記モジュール表面と前記モジュール裏面との温度差によって発電を行う熱電変換モジュールと、
を備え、
前記熱電変換モジュールは、
前記モジュール表面および前記モジュール裏面の少なくとも一方が前記本体部から露出した状態で、前記温度差が発生するように前記本体部に埋め込まれている
ハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項２】
前記熱電変換モジュールは、
前記モジュール表面が前記本体部から露出した状態で前記第２表面と面一となり、かつ前記モジュール裏面が前記本体部から露出した状態とならないように前記本体部に埋め込まれている
請求項１に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項３】
前記熱電変換モジュールは、
前記モジュール表面が前記本体部から露出した状態で前記第２表面と面一となり、かつ前記モジュール裏面が前記本体部から露出した状態となるように前記本体部に埋め込まれている
請求項１に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項４】
前記モジュール裏面と面同士が接触した状態となり、かつ前記モジュール裏面と接触している面に対向する面が前記本体部から露出した状態となるように前記本体部に埋め込まれている熱伝導材料をさらに備えた
請求項２に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項５】
高温側の副モジュール表面と、前記副モジュール表面に対向する低温側の副モジュール裏面とを有しており、前記副モジュール表面と前記副モジュール裏面との温度差によって発電を行う副熱電変換モジュールをさらに備え、
前記副熱電変換モジュールは、
前記副モジュール裏面が前記本体部から露出した状態となり、かつ前記副モジュール表面が前記本体部から露出した状態とならないように前記本体部に埋め込まれている
請求項１から４のいずれか１項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項６】
前記熱電変換モジュールは、
前記モジュール裏面が前記本体部から露出した状態となり、かつ前記モジュール表面が前記本体部から露出した状態とならないように前記本体部に埋め込まれている
請求項１に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項７】
前記モジュール表面と面同士が接触した状態となり、かつ前記モジュール表面と接触している面に対向する面が前記本体部から露出した状態で前記第２表面と面一となるように前記本体部に埋め込まれている熱伝導材料をさらに備えた
請求項６に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項８】
前記ハニカムコアは、ピッチ系の炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチックで形成されている
請求項１から７のいずれか１項に記載のハニカムサンドイッチ構造体。
【請求項９】
第１表面と、前記第１表面に対向する第１裏面とを有する第１表皮材と、
第２表面と、前記第２表面に対向する第２裏面とを有する第２表皮材と、
前記第１裏面および前記第２裏面のそれぞれと接着させた状態で、前記第１表皮材と前記第２表皮材とに挟まれるハニカムコアと、
を有する本体部と、
高温側のモジュール表面と、前記モジュール表面に対向する低温側のモジュール裏面とを有しており、前記モジュール表面と前記モジュール裏面との温度差によって発電を行う熱電変換モジュールと、
を備えたハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造方法であって、
前記モジュール表面および前記モジュール裏面の少なくとも一方が前記本体部から露出した状態で、前記温度差が発生するように前記熱電変換モジュールを前記本体部に埋め込むための埋め込み穴を形成する埋め込み穴形成ステップと、
前記埋め込み穴に前記熱電変換モジュールを配置し、配置した前記熱電変換モジュールの位置を固定する熱電変換モジュール配置ステップと、
を備えたハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
【請求項１０】
前記埋め込み穴形成ステップでは、
前記第１表皮材、前記第２表皮材および前記ハニカムコアを含む構成部品のそれぞれを加工することで、前記埋め込み穴を形成し、
前記熱電変換モジュール配置ステップでは、
前記構成部品に形成された前記埋め込み穴に前記熱電変換モジュールを配置し、配置した前記熱電変換モジュールの位置を固定し、前記熱電変換モジュールが固定された前記構成部品を組み立てることで、前記本体部を製造する
請求項９に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
【請求項１１】
前記埋め込み穴形成ステップでは、
前記第１表皮材、前記第２表皮材および前記ハニカムコアを含む構成部品を組み立てることで前記本体部を製造し、製造した前記本体部を加工することで、前記埋め込み穴を形成し、
前記熱電変換モジュール配置ステップでは、
前記本体部に形成された前記埋め込み穴に前記熱電変換モジュールを配置し、配置した前記熱電変換モジュールの位置を固定する
請求項９に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
【請求項１２】
前記埋め込み穴形成ステップでは、
前記本体部を製造したときに前記埋め込み穴が形成されるように、前記第１表皮材、前記第２表皮材および前記ハニカムコアを含む構成部品のそれぞれを加工し、加工された前記構成部品を組み立てることで前記本体部を製造し、
前記熱電変換モジュール配置ステップでは、
前記本体部に形成された前記埋め込み穴に前記熱電変換モジュールを配置し、配置した前記熱電変換モジュールの位置を固定する
請求項９に記載のハニカムサンドイッチ構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の熱電変換素子を含んで構成される熱電変換モジュールを備えたハニカムサンドイッチ構造体およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型の通信機器等といった搭載機器を衛星バスに搭載可能とするために、衛星バスの大電力化の必要性が高まっている。また、衛星バスの大電力化を実現するために、太陽電池セルの変換効率およびバッテリの充放電効率を向上させるだけでなく、高温側のモジュール表面と低温側のモジュール裏面との温度差によって発電可能な熱電変換モジュールを用いた発電技術が注目されている（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
具体的には、特許文献１では、宇宙機の放熱面に熱電変換モジュールを接着することで、放熱面に接触する高温側のモジュール表面と、極低温環境の宇宙空間からの冷気に接触する低温側のモジュール裏面との温度差によって発電を行う技術が開示されている。また、特許文献１では、宇宙機の搭載機器取付面に熱電変換モジュールを接着することで、動作によって発熱する搭載機器に接触する高温側のモジュール表面と、パネル本体に接触する低温側のモジュール裏面との温度差によって発電を行う技術も開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１７１００号公報
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】株式会社小松製作所、ニュースリリース、「＜ＣＯ２削減に効果を発揮する再生可能エネルギー＞世界最高効率（＊１）の熱電発電モジュールを開発・発売」、［ｏｎｌｉｎｅ］、２００９年１月２７日、［２０１４年８月４日検索］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｋｏｍａｔｓｕ．ｃｏ．ｊｐ／ＣｏｍｐａｎｙＩｎｆｏ／ｐｒｅｓｓ／２００９０１２７１３４２１０２６６２２．ｈｔｍｌ＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に記載の従来技術において、宇宙機の放熱面または宇宙機の搭載機器取付面に熱電変換モジュールを接着する場合には、表皮材に熱電変換モジュールを直接貼り付けることとなる。したがって、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離しやすいという問題がある。【０００７】
本発明は、前記のような課題を解決するためになされたものであり、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することのできるハニカムサンドイッチ構造体およびその製造方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明におけるハニカムサンドイッチ構造体は、第１表面と、第１表面に対向する第１裏面とを有する第１表皮材と、第２表面と、第２表面に対向する第２裏面とを有する第２表皮材と、第１裏面および第２裏面のそれぞれと接着させた状態で、第１表皮材と第２表皮材とに挟まれるハニカムコアと、を有する本体部と、高温側のモジュール表面と、モジュール表面に対向する低温側のモジュール裏面とを有しており、モジュール表面とモジュール裏面との温度差によって発電を行う熱電変換モジュールと、を備え、熱電変換モジュールは、モジュール表面およびモジュール裏面の少なくとも一方が本体部から露出した状態で、温度差が発生するように本体部に埋め込まれているものである。【０００９】
また、本発明におけるハニカムサンドイッチ構造体の製造方法は、第１表面と、第１表面に対向する第１裏面とを有する第１表皮材と、第２表面と、第２表面に対向する第２裏面とを有する第２表皮材と、第１裏面および第２裏面のそれぞれと接着させた状態で、第１表皮材と第２表皮材とに挟まれるハニカムコアと、を有する本体部と、高温側のモジュール表面と、モジュール表面に対向する低温側のモジュール裏面とを有しており、モジュール表面とモジュール裏面との温度差によって発電を行う熱電変換モジュールと、を備えたハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造方法であって、モジュール表面およびモジュール裏面の少なくとも一方が本体部から露出した状態で、温度差が発生するように熱電変換モジュールを本体部に埋め込むための埋め込み穴を形成する埋め込み穴形成ステップと、埋め込み穴に熱電変換モジュールを配置し、配置した熱電変換モジュールの位置を固定する熱電変換モジュール配置ステップと、を備えたものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、熱電変換モジュールは、モジュール表面およびモジュール裏面の少なくとも一方がハニカムサンドイッチ構造体の本体部から露出した状態で、モジュール表面とモジュール裏面との温度差が発生するように本体部に埋め込まれるよう構成されている。これにより、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することのできるハニカムサンドイッチ構造体およびその製造方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す斜視図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。
【図３】図１の第１表皮材を示す斜視図である。
【図４】図１の第２表皮材を示す斜視図である。
【図５】図４において、貫通口に熱電変換モジュールが配置される前の第２表皮材を示す斜視図である。
【図６】図１のハニカムコアを示す斜視図である。
【図７】図４のＶＩＩ部を示す拡大平面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
【図９】本発明の実施の形態１において、第１表皮材と、貫通加工が施される前の第２表皮材とを製造する製造工程を説明するための説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第１説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第２説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態２におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。
【図１３】本発明の実施の形態３におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態４におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。
【図１５】本発明の実施の形態５におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。
【図１６】本発明の実施の形態６におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。
【図１７】本発明の実施の形態７において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第１説明図である。
【図１８】本発明の実施の形態７において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第２説明図である。
【図１９】従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体を示す斜視図である。
【図２０】図１９のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明によるハニカムサンドイッチ構造体およびその製造方法を、好適な実施の形態にしたがって図面を用いて説明する。なお、図面の説明においては、同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施の形態で示す具体的な数値等は、一例であって、権利範囲に影響を及ぼすものではない。
【００１３】
また、本発明におけるハニカムサンドイッチ構造体では、熱電変換モジュールは、モジュール表面およびモジュール裏面の少なくとも一方が本体部から露出した状態で、モジュール表面とモジュール裏面との温度差が発生するように本体部に埋め込まれるよう構成されている。各実施の形態では、このような構成の具体例について説明する。
【００１４】
実施の形態１．
はじめに、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を構成することで得られる効果について説明する。前述したように、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を構成することで、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することが可能となるという効果（以下、第１効果と称す）が実現される。
【００１５】
また、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を構成することで、前述した第１効果に加え、さらなる別の効果（以下、第２効果と称す）を得ることができる。このような第２効果について、従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体と比較しながら説明する。
【００１６】
特許文献１に記載の従来技術において、宇宙機の放熱面に熱電変換モジュールを接着する場合には、熱電変換モジュールは、低温側のモジュール裏面の温度が、宇宙空間からの冷気の温度である約−１７０℃に相当する状態で、発電を行うこととなる。
【００１７】
一方、宇宙機の搭載機器取付面に熱電変換モジュールを接着する場合には、熱電変換モジュールは、低温側のモジュール裏面の温度が、本体パネルの温度に相当する状態で、発電を行うこととなる。
【００１８】
ここで、一般的には、熱電変換モジュールの性能を最大限活かすことが可能な動作温度範囲内に、宇宙空間からの冷気の温度（すなわち、約−１７０℃）は含まれていない。例えば、非特許文献１に記載のＢｉＴｅ系の材料を用いた熱電発電モジュールでは、低温側のモジュール裏面の温度が３０℃に相当する状態で、２００９年１月時点で世界最高の熱電変換効率を達成している。したがって、このようなタイプの熱電変換モジュールを用いる場合、熱電変換モジュールを、宇宙機の放熱面ではなく、宇宙機の搭載機器取付面に接着する方が、より高い熱電変換効率が期待できる。
【００１９】
しかしながら、熱電変換効率の向上を考慮して、宇宙機の搭載機器取付面に熱電変換モジュールを接着する場合、搭載機器の荷重が熱電変換モジュールだけにかかることとなる。その結果として、熱電変換モジュールが損傷しやすくなり、最終的には正常に動作しなくなる可能性がある。
【００２０】
このように、特許文献１に記載の従来技術においては、熱電変換モジュールの熱電変換効率を向上させることと、搭載機器の荷重による熱電変換モジュールの損傷を抑制することとを両立させることができないという問題がある。
【００２１】
続いて、本発明者が新しく着目した、従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体の課題について、図１９、図２０を参照しながらさらに説明する。図１９は、従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体を示す斜視図である。図２０は、図１９のＸＸ−ＸＸ矢視断面図である。
【００２２】
図１９、図２０において、従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体は、第１表皮材１０１と、熱電変換モジュール１０３が表面に配置されている第２表皮材１０２と、接着層１０４と、ハニカムコア１０５とを備えて構成されている。また、図２０に示すように、熱電変換モジュール１０３の高温側のモジュール表面と搭載機器１０６とが接触するように、締結具１０７を用いて、搭載機器１０６が第２表皮材１０２に搭載され、搭載機器１０６の位置が固定されている。
【００２３】
このように構成することで、搭載機器１０６が動作することで発生する熱（すなわち、搭載機器１０６による発熱）を高温側のモジュール表面へ伝達させることが可能となる。したがって、搭載機器１０６に接触する高温側のモジュール表面と、第２表皮材１０２に接触する低温側のモジュール裏面との間で温度差が生じるので、熱電変換モジュール１０３は、発電を行うことができる。また、第１表皮材１０１の表面に熱電変換モジュール１０３を配置する場合と異なり、低温側のモジュール裏面が宇宙空間からの冷気に接触しないので、熱電変換モジュール１０３の熱電変換効率を向上させることができる。
【００２４】
しかしながら、第２表皮材１０２の表面に熱電変換モジュール１０３を配置すると、搭載機器１０６は、高温側のモジュール表面に接触し、かつ、第２表皮材１０２の表面に接触しないので、搭載機器１０６の荷重が熱電変換モジュール１０３だけにかかることとなる。その結果として、熱電変換モジュール１０３が損傷しやすくなり、最終的には正常に動作しなくなるおそれがある。
【００２５】
以上の考察を踏まえ、特許文献１に記載の従来技術を適用したハニカムサンドイッチ構造体では、熱電変換モジュールの熱電変換効率を向上させることと、搭載機器の荷重による熱電変換モジュールの損傷を抑制することとを両立させることができないという課題に着目した。
【００２６】
そこで、実施の形態１においては、第１効果を実現するとともに、第２効果、すなわち、上記の新しく着目した課題を解決すべく、熱電変換モジュールの熱電変換効率を向上させつつ、搭載機器の荷重がかかることで熱電変換モジュールが損傷するのを抑制することが可能となるという効果を実現するハニカムサンドイッチ構造体を提供する。
【００２７】
次に、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体について、図１〜図８を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す斜視図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図３は、図１の第１表皮材１を示す斜視図である。図４は、図１の第２表皮材２を示す斜視図である。図５は、図４において、貫通口に熱電変換モジュール３が配置される前の第２表皮材２を示す斜視図である。図６は、図１のハニカムコア５を示す斜視図である。図７は、図４のＶＩＩ部を示す拡大平面図である。図８は、図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ矢視断面図である。
【００２８】
図１、図２において、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体は、熱電変換モジュール３と、第１表皮材１、第２表皮材２、接着層４およびハニカムコア５を有する本体部とを備えて構成されている。熱電変換モジュール３は、第２表皮材２の内部に配置されている。また、図２に示すように、熱電変換モジュール３の高温側のモジュール表面３ａと搭載機器６とが接触するように、締結具７を用いて、搭載機器６が第２表皮材２に搭載され、搭載機器６の位置が固定されている。なお、締結具７としては、例えば、ボルトを用いることができる。さらに、熱電変換モジュール３の低温側のモジュール裏面３ｂが接着層４を介してハニカムコア５に接触している。
【００２９】
第１表皮材１は、図３に示すように、板状の形状であって、第１表面１ａと、第１表面１ａに対向する第１裏面１ｂとを有している。
【００３０】
熱電変換モジュール３は、高温側のモジュール表面３ａと、モジュール表面３ａに対向する低温側のモジュール裏面３ｂとを有している。また、熱電変換モジュール３は、搭載機器６に接触するモジュール表面３ａと、接着層４を介してハニカムコア５に接触するモジュール裏面３ｂとの温度差によって発電を行う。
【００３１】
第２表皮材２は、図４に示すように、第２表面２ａと、第２表面２ａに対向する第２裏面２ｂを有しており、貫通加工が施されることで形成された貫通口には、熱電変換モジュール３が配置されている。また、複数の熱電変換モジュール３のそれぞれを、互いに間隔を設けて配置可能なように、貫通加工が施されている。これにより、搭載機器６の荷重がかかることで第２表皮材２が湾曲した場合、熱電変換モジュール３が、互いに接触することで第２表皮材２から脱離したり、壊れたりすることをより防ぐことができる。
【００３２】
ここで、第２表皮材２は、貫通加工が施される前では、図３に示す第１表皮材１と同様のものである。また、第２表皮材２は、貫通加工が施されることで、図５に示すように、熱電変換モジュール３を配置するための複数の貫通口が形成される。
【００３３】
なお、図３では、第１表皮材１と、貫通加工が施される前の第２表皮材２とのそれぞれの形状は板状である場合を例示したが、これに限定されず、これらの形状は適宜設計することができる。
【００３４】
なお、図４、図５では、熱電変換モジュール３のサイズよりも大きい２０個の貫通口を第２表皮材２に形成し、形成した貫通口のそれぞれに１個ずつ熱電変換モジュール３を配置する場合を例示したが、これに限定されない。すなわち、第２表皮材２に形成される貫通口の個数およびサイズは適宜設計することができる。また、熱電変換モジュール３の個数およびサイズも、設計した貫通口の個数およびサイズに合わせて、適宜設計することができる。さらに、第２表皮材２の厚みは、例えば、０．１ｍｍ以上４ｍｍ以下とすることができる。
【００３５】
なお、第１表皮材１および第２表皮材２の材料としては、例えば、炭素繊維強化プラスチックを用いることができる。炭素繊維強化プラスチックを用いることで、第１表皮材１および第２表皮材２のそれぞれは、非常に軽量で高強度かつ高剛性な特性を有することが可能となる。第１表皮材１および第２表皮材２を炭素繊維強化プラスチック製とする場合、例えば、まとめられた複数本の強化炭素繊維に樹脂を含浸させて製造された半硬化状態のシート状の「プリプレグ」を用いて、第１表皮材１および第２表皮材２を成形することができる。また、プリプレグから成形した炭素繊維強化プラスチックに限定されず、どのように成形した炭素繊維強化プラスチックであっても、第１表皮材１および第２表皮材２の材料として用いることができる。さらに、炭素繊維強化プラスチックに限定されず、複数本の強化繊維と樹脂との組み合わせから構成されれば、どのような繊維強化プラスチックであっても、第１表皮材１および第２表皮材２の材料として用いることができる。
【００３６】
ハニカムコア５は、第１表皮材１と第２表皮材２とに挟まれた状態となるように、第１表皮材の第１裏面１ｂと第２表皮材の第２裏面２ｂとのそれぞれと、接着層４を介して接着されている。
【００３７】
なお、ハニカムコア５の形状は、例えば、図６に示すような形状とすることができる。また、ハニカムコア５の材料としては、例えば、熱伝導率の高い高弾性なピッチ系の炭素繊維（例えば、三菱樹脂株式会社製のＫ１３Ｃ）を用いた炭素繊維強化プラスチック、アルミニウム、または発泡プラスチックを用いることができる。
【００３８】
次に、第２表皮材２の貫通口に対する熱電変換モジュール３の配置について、さらに詳しく説明する。図７、図８に示すように、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａと第２表皮材２の第２表面２ａとが面一となり、かつ、モジュール裏面３ｂと第２表皮材２の第２裏面２ｂとが面一となるように配置されている。換言すると、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａと第２表皮材２の第２表面２ａとが同一平面上に位置し、かつ、モジュール裏面３ｂと第２表皮材２の第２裏面２ｂとが同一平面上に位置するように配置されている。この場合、熱電変換モジュール３の厚みと、第２表皮材２の厚みとは同等となる。
【００３９】
また、図７に示すように、熱電変換モジュール３のサイズは、第２表皮材２の貫通口のサイズよりも小さい。この場合、熱電変換モジュール３と、第２表皮材２の貫通口とを接着層８を介して接着する。
【００４０】
以上から分かるように、本実施の形態１では、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態で、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差が発生するように本体部に埋め込まれるよう構成されている。より具体的には、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態で第２表皮材２の第２表面２ａと面一となり、かつモジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれている。なお、実施の形態１では、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態とならずに第２表皮材２の第２裏面２ｂと面一となるようにする場合を例示している。
【００４１】
このように、熱電変換モジュール３が貫通口に配置された構成を有する第２表皮材２を採用しているので、図１、図２に示すように、熱電変換モジュール３のモジュール表面３ａと搭載機器６とが接触し、かつ、モジュール裏面３ｂとハニカムコア５とが接着層４を介して接触する。また、搭載機器６による発熱を高温側のモジュール表面３ａへ伝達させることができる。したがって、搭載機器６が動作する場合、搭載機器６による発熱によって、高温側のモジュール表面３ａと低温側のモジュール裏面３ｂとの間で温度差が生じるので、熱電変換モジュール３は、発電を行うことができる。
【００４２】
また、低温側のモジュール裏面３ｂが宇宙空間からの冷気に接触しないので、熱電変換モジュール３の熱電変換効率を向上させることができる。さらに、熱電変換モジュール３だけでなく、第２表皮材２も併せて、搭載機器６を支持するので、搭載機器６の荷重を分散させることができ、熱電変換モジュール３への荷重負荷を軽減させることができる。
【００４３】
なお、ハニカムコア５の材料として、ピッチ系の炭素繊維を用いた炭素繊維強化プラスチックを用いる場合、熱伝導率が高いので、宇宙空間からの冷気がハニカムコア５へ伝わりやすくなる。それによって、モジュール裏面３ｂにも冷気が伝わりやすくなり、温度が下がりやすくなる。そのため、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差がより大きくなるので、熱電変換モジュールの熱電変換効率をより向上させることができ、より多くの電力創出に貢献することができる。
【００４４】
次に、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体の製造方法について、図９〜図１１を参照しながら説明する。図９は、本発明の実施の形態１において、第１表皮材１と、貫通加工が施される前の第２表皮材２とを製造する製造工程を説明するための説明図である。図１０は、本発明の実施の形態１において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第１説明図である。図１１は、本発明の実施の形態１において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第２説明図である。
【００４５】
はじめに、表皮材製造ステップでは、第１表皮材１と、貫通加工が施される前の第２表皮材２とを製造する。具体的には、図９に示すように、複数枚積層したプリプレグ９を定盤１０に設置し、バギングフィルム１１で全体を覆い、シール材１２で密閉する。シール材１２で密閉した後、ポンプ（図示せず）を動作させることで、真空状態にした成形材料１３を大気圧（１気圧程度）で加圧する。
【００４６】
続いて、オートクレーブ法によって、この成形材料１３を加圧下で加熱することで、第１表皮材１と、貫通加工が施される前の第２表皮材２とを製造することができる。ここで、オートクレーブ法とは、温度および圧力をそれぞれ制御可能なオートクレーブに設置された成形材料を、加圧下で加熱する（例えば、３気圧下で１２０℃の温度を３時間保持する）ことで、硬化成形する方法である。なお、成形材料１３を加圧下で加熱する条件は、成形材料１３を構成する樹脂の種類によって異なるものである。また、第１表皮材１と、貫通加工が施される前の第２表皮材２を製造する方法は、例示したオートクレーブ法に限らず、どのような方法であってもよい。
【００４７】
次に、貫通加工ステップでは、貫通加工が施される前の第２表皮材２に、熱電変換モジュール３を配置するための貫通口を形成する。具体的には、機械加工によって、先の図５に示すように、貫通口が形成された第２表皮材２が得られる。
【００４８】
次に、熱電変換モジュール配置ステップでは、第２表皮材２に形成された貫通口に熱電変換モジュール３を配置する。具体的には、モジュール表面３ａと第２表皮材２の第２表面２ａとが面一となり、かつ、モジュール裏面３ｂと第２表皮材２の第２裏面２ｂとが面一となるように、熱電変換モジュール３を貫通口に配置する。また、貫通口に配置された熱電変換モジュール３は、接着層８を介して、貫通口と接着しているので、位置が固定されている。なお、接着層８としては、例えば、シリコン系の接着剤を用いることができる。また、金属接合（例えば、はんだ接合）等といった別の接着方法によって、貫通口に配置された熱電変換モジュール３を貫通口に接着することで固定することもできる。
【００４９】
以上のような表皮材製造ステップ、貫通加工ステップおよび熱電変換モジュール配置ステップを実行することで、先の図３に示す第１表皮材１と、先の図４に示す第２表皮材２とを製造することができる。
【００５０】
次に、ハニカムサンドイッチ構造体製造ステップでは、第１表皮材１と第２表皮材２とにハニカムコア５が挟まれた状態となるように、第１表皮材１の第１裏面１ｂと第２表皮材２の第２裏面２ｂとのそれぞれにハニカムコア５を接着する。
【００５１】
具体的には、図１０に示すように、第２表皮材２の上にフィルム接着剤１４を密着させた後、このフィルム接着剤１４の上にハニカムコア５を設置する。続いて、フィルム接着剤１４を密着させた第１表皮材１を、設置されているハニカムコア５へ被せることで、成形材料１５を成形する。なお、フィルム接着剤１４としては、例えば、厚さ６０μｍであって、１８０℃で硬化するエポキシ接着剤を用いることができる。また、フィルム接着剤１４としては、１８０℃で硬化するエポキシ樹脂に限らず、熱硬化性樹脂であれば、どのようなものを用いてもよい。さらに、フィルム接着剤１４ではなく、液状の接着剤を用いて、成形材料１５を成形してもよい。
【００５２】
続いて、図１１に示すように、成形材料１５を定盤１０に設置し、バギングフィルム１１で全体を覆い、シール材１２で密閉する。シール材１２で密閉した後、ポンプ（図示せず）を動作させることで、成形材料１５を真空状態にする。その後、この成形材料１５を加圧下で加熱する（例えば、大気圧（１気圧程度）下で１２０℃の温度を６時間保持する）ことで、ハニカムコア５を、接着層４を介して、第１表皮材１の第１裏面１ｂと第２表皮材２の第２裏面２ｂとのそれぞれに接着することができる。なお、成形材料１５を加圧下で加熱する条件は、フィルム接着剤１４のそれぞれの種類によって異なるものである。
【００５３】
以上のようなハニカムサンドイッチ構造体製造ステップを実行することで、先の図１に示すハニカムサンドイッチ構造体を製造することができる。
【００５４】
以上、本実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、熱電変換モジュールは、モジュール表面が本体部から露出した状態で、モジュール表面とモジュール裏面との温度差が発生するように本体部に埋め込まれるよう構成されている。
【００５５】
これにより、従来のように表皮材に熱電変換モジュールを直接貼り付ける形態ではなく、本体部に熱電変換モジュールを埋め込む形態となるので、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することができる。
【００５６】
また、上記の構成において、熱電変換モジュールは、モジュール表面が本体部から露出した状態で第２表皮材の第２表面と面一となり、かつモジュール裏面が本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれるよう構成されている。
【００５７】
これにより、第２表皮材に搭載機器を搭載した場合において、搭載機器が動作するとき、搭載機器による発熱によって、高温側のモジュール表面と低温側のモジュール裏面との間で温度差が生じるので、熱電変換モジュールは、発電を行うことができる。また、低温側のモジュール裏面が宇宙空間からの冷気と接触しないので、熱電変換モジュールの熱電変換効率を向上させることができる。
【００５８】
さらに、熱電変換モジュールだけで搭載機器を支持するのではなく、第２表皮材も併せて、搭載機器を支持するので、搭載機器の荷重を分散させることができ、熱電変換モジュールへの荷重負荷を軽減させることができる。そのため、熱電変換モジュールが正常に動作しなくなる可能性を低減させることができる。特に、実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を宇宙機に適用した場合、搭載機器の重量による荷重および衛星の打ち上げ時の搭載機器の振動による荷重によって、機械荷重に弱い熱電変換モジュールが損傷し、正常に動作しなくなる可能性を低減させることができる。
【００５９】
したがって、熱電変換効率を向上させつつ、搭載機器の荷重がかかることで熱電変換モジュールが損傷するのを抑制することができる。特に、実施の形態１におけるハニカムサンドイッチ構造体を宇宙機に適用した場合には、熱電変換モジュールの性能を最大限発揮させて高効率に発電をすることができ、かつ熱電変換モジュールへの荷重負荷を軽減した高強度かつ高剛性な宇宙機を実現することができる。
【００６０】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２では、先の実施の形態１の構成に対して、熱電変換モジュール３のモジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となり、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態となっていない場合について説明する。図１２は、本発明の実施の形態２におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。なお、図１２は、先の図２の構成に対して、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となり、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態となっていない構成を示す断面図に相当する。また、本実施の形態２では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６１】
本実施の形態２では、熱電変換モジュール３は、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となり、かつモジュール表面３ａが本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれている。
【００６２】
具体的には、図１２に示すように、熱電変換モジュール３は、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となり、かつモジュール表面３ａが本体部から露出した状態とならずに第１裏面１ｂと面一となるように、本体部に埋め込まれている。
【００６３】
上記のように構成することで、低温側のモジュール裏面３ｂが宇宙空間からの冷気と接触し、高温側のモジュール表面３ａが宇宙空間からの冷気と接触しないようにすることができる。したがって、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差が生じ、その結果、熱電変換モジュール３は、発電を行うことができる。なお、上記のように構成する場合、宇宙空間からの冷気の温度で動作可能なタイプの熱電変換モジュールを熱電変換モジュール３として用いればよい。
【００６４】
なお、図１２では、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態であればよく、モジュール裏面３ｂが第１表面１ａと面一でなくてもよい。また、図１２では、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態とならずに第１裏面１ｂと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態でなければよく、モジュール表面３ａが第１裏面１ｂと面一でなくてもよい。
【００６５】
以上、本実施の形態２におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、熱電変換モジュールは、モジュール裏面が本体部から露出した状態となり、かつモジュール表面が本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれるよう構成されている。
【００６６】
これにより、先の実施の形態１と同様に、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することができる。また、第２表皮材に搭載機器を搭載した場合において、熱電変換モジュールが搭載機器と接触することがないので、先の実施の形態１と同様に、搭載機器の荷重による熱電変換モジュールの損傷を抑制することができる。
【００６７】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３では、先の実施の形態１の構成に対して、熱電変換モジュール３のモジュール裏面３ｂが第２表皮材２の第２裏面２ｂと面一でない場合について説明する。図１３は、本発明の実施の形態３におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。なお、図１３は、先の図２の構成に対して、モジュール裏面３ｂが第２裏面２ｂと面一でない構成を示す断面図に相当する。また、本実施の形態３では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００６８】
図１３において、熱電変換モジュール３は、先の実施の形態１と同様に、モジュール表面３ａが第２表面２ａと面一となるように本体部に埋め込まれている。また、本体部に埋め込まれている熱電変換モジュール３において、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となっていないものの、先の実施の形態１とは異なり、モジュール裏面３ｂが第２裏面２ｂと面一でなく、ハニカムコア５内に位置している。すなわち、第２表皮材２に配置されている熱電変換モジュール３の一部がハニカムコア５側へ突出している。
【００６９】
上記のように構成することで、先の実施の形態１と比べて、より厚みのある熱電変換モジュール３が搭載可能となるので、その結果、より高出力な電力回生を期待することができる。また、上記のように構成する場合、熱電変換モジュール３のハニカムコア５側へ突出している部分を収容するための溝を、機械加工によってハニカムコア５に事前に形成しておけばよい。
【００７０】
以上、本実施の形態３におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、先の実施の形態１の構成に対して、本体部に埋め込まれている熱電変換モジュールのモジュール裏面が第２表皮材の第２裏面と面一でなく、ハニカムコア内に位置するよう構成されている。これにより、先の実施の形態１と同様の効果が得られる。
【００７１】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４では、先の実施の形態１の構成に対して、熱電変換モジュール３のモジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となっている場合について説明する。図１４は、本発明の実施の形態４におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。なお、図１４は、先の図２の構成に対して、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となっている構成を示す断面図に相当する。また、本実施の形態４では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００７２】
本実施の形態４では、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態で第２表面２ａと面一となり、かつモジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態となるように本体部に埋め込まれている。
【００７３】
具体的には、図１４に示すように、熱電変換モジュール３は、モジュール表面３ａが本体部から露出した状態で第２表面２ａと面一となり、かつモジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるように本体部に埋め込まれている。
【００７４】
上記のように構成することで、低温側のモジュール裏面３ｂが宇宙空間からの冷気と接触し、高温側のモジュール表面３ａが搭載機器６と接触するようにすることができる。したがって、先の実施の形態１と比べて、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差をより大きくすることができる。また、先の実施の形態１と比べて、より厚みのある熱電変換モジュール３が搭載可能となる。したがって、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００７５】
なお、上記のように構成する場合、熱電変換モジュール３の厚みに従って本体部の厚みを調整すればよい。具体的には、例えば、厚みが１０ｍｍ程度の熱電変換モジュール３を用いる場合、本体部の厚みも１０ｍｍ程度にすればよい。
【００７６】
なお、図１４では、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、モジュール裏面３ｂが本体部から露出した状態であればよく、モジュール裏面３ｂが第１表面１ａと面一でなくてもよい。
【００７７】
以上、本実施の形態４におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、熱電変換モジュールは、モジュール表面が本体部から露出した状態で第２表皮材の第２表面と面一となり、かつモジュール裏面が本体部から露出した状態となるように本体部に埋め込まれるよう構成されている。
【００７８】
これにより、先の実施の形態１と同様に、熱電変換モジュールが外的衝撃によって表皮材から脱離するのを抑制することができる。また、第２表皮材に搭載機器を搭載した場合において、先の実施の形態１と同様に、搭載機器の荷重による熱電変換モジュールの損傷を抑制することができる。
【００７９】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５では、先の実施の形態１の構成に対して、熱伝導材料１６をさらに備えた場合について説明する。図１５は、本発明の実施の形態５におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。なお、図１５は、先の図２の構成に対して、熱伝導材料１６をさらに備えた構成を示す断面図に相当する。また、本実施の形態５では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００８０】
本実施の形態５では、熱伝導材料１６は、先の実施の形態１のように本体部に埋め込まれている熱電変換モジュール３のモジュール裏面３ｂと面同士が接触した状態となり、かつモジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態となるように本体部に埋め込まれている。
【００８１】
具体的には、図１５に示すように、熱伝導材料１６は、モジュール裏面３ｂと面同士が接触した状態となり、かつモジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるように本体部に埋め込まれている。
【００８２】
なお、熱伝導材料１６の一例としては、グラファイトブロック（例えば、株式会社カネカ製のＸＹ方向の熱伝導率が１５００Ｗ／ｍＫのグラファイトブロック）が挙げられる。
【００８３】
上記のように構成することで、宇宙空間からの冷気がモジュール裏面３ｂに伝わりやすくなるので、モジュール裏面３ｂの温度が下がりやすくなる。したがって、先の実施の形態１と比べて、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差をより大きくすることができ、その結果、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００８４】
なお、図１５では、熱伝導材料１６は、モジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、熱伝導材料１６は、モジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態であればよく、モジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が第１表面１ａと面一でなくてもよい。
【００８５】
なお、先の実施の形態２の構成に対して、熱伝導材料１６をさらに備えてもよい。この場合、熱伝導材料１６は、モジュール表面３ａと面同士が接触した状態となり、かつモジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態で第２表面２ａと面一となるように本体部に埋め込まれている。
【００８６】
上記のように構成することで、搭載機器６による発熱が熱伝導材料１６を介してモジュール表面３ａに伝わりやすくなるので、モジュール表面３ａの温度が上がりやすくなる。したがって、先の実施の形態２と比べて、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差をより大きくすることができ、その結果、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００８７】
なお、先の実施の形態３の構成に対して、熱伝導材料１６をさらに備えてもよい。この場合、熱伝導材料１６は、モジュール裏面３ｂと面同士が接触した状態となり、かつモジュール裏面３ｂと接触している面に対向する面が本体部から露出した状態となるように本体部に埋め込まれている。このように構成することで、宇宙空間からの冷気が熱伝導材料１６を介してモジュール裏面３ｂに伝わりやすくなるので、モジュール裏面３ｂの温度が下がりやすくなる。
【００８８】
以上、本実施の形態５におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、先の実施の形態１〜３の各構成に対して、熱伝導材料をさらに備えて構成されている。これにより、先の実施の形態１〜３と同様の効果が得られるとともに、さらに、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００８９】
実施の形態６．
本発明の実施の形態６では、先の実施の形態１の構成に対して、副熱電変換モジュール１７をさらに備えた場合について説明する。図１６は、本発明の実施の形態６におけるハニカムサンドイッチ構造体を示す断面図である。なお、図１６は、先の図２の構成に対して、副熱電変換モジュール１７をさらに備えた構成を示す断面図に相当する。また、本実施の形態６では、先の実施の形態１と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１と異なる点を中心に説明する。
【００９０】
副熱電変換モジュール１７は、熱電変換モジュール３と同様のものである。具体的には、副熱電変換モジュール１７は、高温側のモジュール表面（以下、副モジュール表面１７ａと称す）と、副モジュール表面１７ａに対向する低温側のモジュール裏面（以下、副モジュール裏面１７ｂと称す）とを有する。また、副熱電変換モジュール１７は、副モジュール表面１７ａと副モジュール裏面１７ｂとの温度差によって発電を行う。
【００９１】
本実施の形態６では、副熱電変換モジュール１７は、副モジュール裏面１７ｂが本体部から露出した状態となり、かつ副モジュール表面１７ａが本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれている。また、副モジュール裏面１７ｂは、搭載機器６側ではなく、搭載機器６側と反対側から露出した状態となっている。
【００９２】
具体的には、図１６に示すように、副熱電変換モジュール１７は、副モジュール裏面１７ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となり、かつ副モジュール表面１７ａが本体部から露出した状態とならずに第１裏面１ｂと面一となるように、本体部に埋め込まれている。
【００９３】
なお、熱電変換モジュール３および副熱電変換モジュール１７が断熱の役割を果たさないように、図１６に示すように、第１表皮材１側に配置された副熱電変換モジュール１７と第２表皮材２側に配置された熱電変換モジュール３とが対向しないようにすることが望ましい。
【００９４】
上記のように構成することで、低温側の副モジュール裏面１７ｂが宇宙空間からの冷気と接触し、高温側の副モジュール表面１７ａが宇宙空間からの冷気と接触しないようにすることができる。したがって、副モジュール表面１７ａと副モジュール裏面１７ｂとの温度差が生じ、その結果、副熱電変換モジュール１７は、発電を行うことができる。
【００９５】
このように、先の実施の形態１の構成に対して、副熱電変換モジュール１７を備えることで、熱電変換モジュール３による発電に加えて、副熱電変換モジュール１７による発電も併せて行うことができ、その結果、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００９６】
なお、図１６では、副モジュール裏面１７ｂが本体部から露出した状態で第１表面１ａと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、副モジュール裏面１７ｂが本体部から露出した状態であればよく、副モジュール裏面１７ｂが第１表面１ａと面一でなくてもよい。また、図１６では、副モジュール表面１７ａが本体部から露出した状態とならずに第１裏面１ｂと面一となるようにする場合を例示しているが、これに限定されない。すなわち、副モジュール表面１７ａが本体部から露出した状態でなければよく、副モジュール表面１７ａが第１裏面１ｂと面一でなくてもよい。
【００９７】
なお、先の実施の形態３〜５の各構成に対して、副熱電変換モジュール１７をさらに備えても、同様の効果が得られる。
【００９８】
以上、本実施の形態６におけるハニカムサンドイッチ構造体によれば、先の実施の形態１および３〜５の各構成に対して、副モジュール裏面が本体部から露出した状態となり、かつ副モジュール表面が本体部から露出した状態とならないように本体部に埋め込まれている副熱電変換モジュールをさらに備えて構成されている。これにより、熱電変換モジュールによる発電に加えて、副熱電変換モジュールによる発電も併せて行うことができ、その結果、より高出力な電力回生を期待することができる。
【００９９】
実施の形態７．
本発明の実施の形態７では、先の実施の形態１〜６におけるハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造方法の例について説明する。図１７は、本発明の実施の形態７において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第１説明図である。図１８は、本発明の実施の形態７において、ハニカムサンドイッチ構造体を製造する製造工程を説明するための第２説明図である。なお、本実施の形態７では、先の実施の形態１〜６と同様である点の説明を省略し、先の実施の形態１〜６と異なる点を中心に説明する。
【０１００】
ここで、ハニカムサンドイッチ構造体の製造方法は、埋め込み穴形成ステップおよび熱電変換モジュール配置ステップを備える。埋め込み穴形成ステップでは、モジュール表面３ａおよびモジュール裏面３ｂの少なくとも一方が本体部から露出した状態で、モジュール表面３ａとモジュール裏面３ｂとの温度差が発生するように熱電変換モジュール３を本体部に埋め込むための埋め込み穴を形成する。熱電変換モジュール配置ステップでは、埋め込み穴形成ステップで形成した埋め込み穴に熱電変換モジュール３を配置し、配置した熱電変換モジュール３の位置を固定する。
【０１０１】
具体的には、埋め込み穴形成ステップでは、第１表皮材１、第２表皮材２およびハニカムコア５を含む構成部品のそれぞれを加工することで、埋め込み穴を形成する。熱電変換モジュール配置ステップでは、構成部品に形成された埋め込み穴に熱電変換モジュール３を配置し、配置した熱電変換モジュール３の位置を固定し、熱電変換モジュール３が固定された構成部品を組み立てることで、本体部を製造する。
【０１０２】
実施の形態１では、以下のようにハニカムサンドイッチ構造体を製造する場合を例示している。すなわち、第２表皮材２に埋め込み穴として貫通口を形成する。また、第２表皮材２に形成された貫通口に熱電変換モジュール３を配置し、配置した熱電変換モジュール３の位置を固定する。さらに、熱電変換モジュール３が固定された第２表皮材２と、第１表皮材１と、ハニカムコア５とを組み立てることで、本体部を製造する。
【０１０３】
なお、図１７に示すように、ハニカムサンドイッチ構造体の製造方法として、埋め込み穴形成ステップにおいて、埋め込み穴が形成された本体部を得た後に、熱電変換モジュール配置ステップにおいて、本体部に形成された埋め込み穴に熱電変換モジュール３を配置し、配置した熱電変換モジュール３の位置を固定してもよい。
【０１０４】
図１７に示すような埋め込み穴が形成された本体部を製造する方法としては、例えば、以下の２つの方法が挙げられる。
【０１０５】
１つ目の方法は、次のとおりである。すなわち、埋め込み穴形成ステップでは、第１表皮材１、第２表皮材２およびハニカムコア５を含む構成部品を組み立てることで本体部を製造し、製造した本体部を機械加工によって加工することで、埋め込み穴を形成する。これにより、図１７に示すような埋め込み穴が形成された本体部が得られる。
【０１０６】
２つ目の方法は、次のとおりである。すなわち、埋め込み穴形成ステップでは、本体部を製造したときに埋め込み穴が形成されるように、第１表皮材１、第２表皮材２およびハニカムコア５を含む構成部品のそれぞれを加工し、加工された構成部品を組み立てることで本体部を製造する。これにより、図１７に示すような埋め込み穴が形成された本体部が得られる。なお、第１表皮材１および第２表皮材２の加工は、例えばエンドミル加工が挙げられる。また、ハニカムコア５の加工は、例えば金切り鋏を用いた加工が挙げられる。
【０１０７】
なお、熱電変換モジュール配置ステップにおいて、本体部に形成された埋め込み穴に熱電変換モジュール３を配置する際に、モジュール表面３ａまたはモジュール裏面３ｂと接触するように熱伝導材料１６を熱電変換モジュール３とともに埋め込み穴に配置し、配置した熱電変換モジュール３および熱伝導材料１６の位置を固定してもよい。これにより、先の実施の形態５におけるハニカムサンドイッチ構造体が得られる。
【０１０８】
以上、本実施の形態７におけるハニカムサンドイッチ構造体の製造方法によれば、埋め込み穴形成ステップにおいて、埋め込み穴が形成された本体部を得た後に、熱電変換モジュール配置ステップにおいて、本体部に形成された埋め込み穴に熱電変換モジュールを配置するよう構成されている。これにより、先の実施の形態１で説明した製造方法とは異なり、表皮材と熱電変換モジュールが面一になるように、厚み合わせを事前に行う必要がなくなる。
【０１０９】
なお、本実施の形態１〜７について個別に説明してきたが、本実施の形態１〜７のそれぞれで開示した構成例は、任意に組み合わせることが可能である。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【国際調査報告】
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2016031667.tif 000024
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