(57)【要約】【課題】モジュール荷重の部分的な低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の導通状態を常に安定して確保することができる熱電発電モジュールを提供する。【解決手段】熱電発電モジュール１０やその周辺部材の熱変形や熱歪により高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重に部分的な低下や不均一が発生し、一部のｎ型熱電発電素子Ｎやｐ型熱電発電素子Ｐに作用するモジュール荷重が低下しても、コイルばね１５がその一部のｎ型熱電発電素子Ｎやｐ型熱電発電素子Ｐに独立して押圧力を作用させることでこれらの高温側端部の接触状態を確保する。そして、コイルばね１５は、押圧力を作用させる作用点が押圧方向に変位することでｎ型熱電発電素子Ｎやｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の接触状態を維持する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温側絶縁部材と低温側絶縁部材との間に極性の異なる２種類の熱電発電素子が交互に直列に接続されるよう配列され、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部が接合状態で相互に導通され、その高温側端部が前記高温側絶縁部材と低温側絶縁部材との間に作用するモジュール荷重により非接合の接触状態で相互に導通される熱電発電モジュールにおいて、
少なくとも一部の熱電発電素子に独立して押圧力を作用させ、その押圧力の作用点が押圧方向に変位可能な押圧手段を備えていることを特徴とする熱電発電モジュール。
【請求項２】
前記押圧手段は、押圧力を作用させる熱電発電素子と、この熱電発電素子に対して押圧方向に相対変位可能な部材との間に設けられ、その押圧方向の長さが可変に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の熱電発電モジュール。
【請求項３】
前記押圧手段が押圧力を作用させる熱電発電素子の周面には、押圧力を受ける突部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の熱電発電モジュール。
【請求項４】
前記押圧手段は、押圧力を作用させる熱電発電素子を囲む中空状に構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の熱電発電モジュール。
【請求項５】
前記押圧手段が弾性体で構成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の熱電発電モジュール。
【請求項６】
前記弾性体がコイルばねであることを特徴とする請求項５に記載の熱電発電モジュール。
【請求項７】
前記押圧手段が押圧力を作用させる熱電発電素子の高温側端部の接触状態は、円錐面接触または球面接触を含む曲面接触であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の熱電発電モジュール。
【請求項８】
前記２種類の隣接する熱電発電素子の高温側端部同士が相互に接触していることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の熱電発電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換する熱電発電モジュールに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
熱電発電モジュールは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生する２種類の極性の異なる熱電発電素子、すなわち、ｎ型熱電発電素子およびｐ型熱電発電素子を高温側の伝熱性絶縁部材と低温側の伝熱性絶縁部材との間に複数個設置し、これら２種類の熱電発電素子を交互に直列に接続したものであり、熱エネルギーを電気エネルギーに直接変換することができる。
【０００３】
この種の熱電発電モジュールにおいて、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部は、これにハンダやロウ付けなどで接合された電極板を介して相互に接続されるのが一般的であり、同様に、高温側端部もハンダやロウ付けなどで接合された電極板を介して相互に接続される。
【０００４】
ところで、熱電発電素子の高温側端部に電極板が接合された構造では、熱電発電素子の熱膨張と電極板の熱膨張との相違から、両者の間に熱応力が発生する。そして、例えば熱電発電素子の高温側端部が５００℃以上となる熱電発電モジュールの使用条件下では、熱電発電素子の高温側端部と電極板との間に大きな熱応力が発生して両者の接合部が破壊する恐れがある。
【０００５】
このような技術的背景から、熱電発電素子の高温側端部と電極板とを非接合として両者の間に弾性変形可能な導電部材（金属細線網）を介設し、この導電部材（金属細線網）を挟んで両者を導通状態に接触させる技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−６４４５７号公報（段落番号１８、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、特許文献１に記載の技術では、熱電変換装置（熱電発電モジュール）の高温側と低温側との間に作用するモジュール荷重のみによって熱電発電素子と電極板とを押圧しており、このモジュール荷重のみで熱電発電素子の高温側端部と電極板とを導電部材（金属細線網）を介して導通状態に接触させている。
【０００７】
このため、熱電変換装置（熱電発電モジュール）やその周辺部材の熱変形や熱歪によりモジュール荷重が部分的に低下し、あるいは不均一になると、熱電発電素子の高温側端部と導電部材（金属細線網）との間、または、導電部材（金属細線網）と電極板との間に接触不良が発生し、隣接する２種類の熱電発電素子の高温側端部の間に導通不良が発生する恐れがある。
【０００８】
そこで、本発明は、モジュール荷重の部分的な低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の導通状態を常に安定して確保することができる熱電発電モジュールを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る熱電発電モジュールは、高温側絶縁部材と低温側絶縁部材との間に極性の異なる２種類の熱電発電素子が交互に直列に接続されるよう配列され、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部が接合状態で相互に導通され、その高温側端部が高温側絶縁部材と低温側絶縁部材との間に作用するモジュール荷重により非接合の接触状態で相互に導通される熱電発電モジュールにおいて、少なくとも一部の熱電発電素子に独立して押圧力を作用させ、その押圧力の作用点が押圧方向に変位可能な押圧手段を備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明に係る熱電発電モジュールでは、通常、隣接する２種類の熱電発電素子の低温側端部が接合状態で相互に導通され、高温側端部がモジュール荷重により非接合の接触状態で相互に導通されている。ここで、熱電発電モジュールやその周辺部材の熱変形や熱歪によりモジュール荷重に部分的な低下や不均一が発生して一部の熱電発電素子に作用するモジュール荷重が低下しても、押圧手段がその一部の熱電発電素子に独立して押圧力を作用させることで熱電発電素子の高温側端部の接触状態を確保する。そして、この押圧手段は、一部の熱電発電素子に押圧力を作用させる作用点が押圧方向に変位することで熱電発電素子の高温側端部の接触状態を維持する。
【００１１】
本発明に係る熱電発電モジュールにおいて、押圧手段は、押圧力を作用させる熱電発電素子と、この熱電発電素子に対して押圧方向に相対変位可能な部材との間に設けられ、その押圧方向の長さが可変に構成されているのが好ましい。この場合、押圧手段は、熱電発電素子に対してその押圧方向に相対変位する部材に追従して長さが変化することにより、熱電発電素子の高温側端部の接触状態を維持する。
【００１２】
また、押圧手段が押圧力を作用させる熱電発電素子の周面には、押圧力を受ける突部が設けられているのが好ましい。この場合、押圧手段は、押圧力を作用させる熱電発電素子を囲む中空状に構成することができ、具体的には、コイルばね等の弾性体で構成することができる。そして、これらの場合には、押圧手段が熱電発電素子への熱抵抗とならず、しかも熱電発電素子の周囲のデッドスペースが減少するため、熱電発電モジュールの発電効率の低下が抑制される。
【００１３】
ここで、押圧手段が押圧力を作用させる熱電発電素子の高温側端部の接触状態は、平面接触に限らず、円錐面接触や球面接触を含む曲面接触とすることができる。この場合、熱電発電素子の高温側端部の位置決めが容易となり、しかも熱電発電素子の微小な角度変化がその高温側端部の曲面接触により吸収される。
【００１４】
本発明の熱電発電モジュールにおいて、２種類の隣接する熱電発電素子の高温側端部は、電極板を介して接触する構造でもよいし、電極板を介することなく一方の熱電発電素子の高温側端部が他方の熱電発電素子の高温側端部に接触する構造であってもよい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る熱電発電モジュールでは、熱電発電モジュールやその周辺部材の熱変形や熱歪によりモジュール荷重に部分的な低下や不均一が発生して一部の熱電発電素子に作用するモジュール荷重が低下しても、押圧手段がその一部の熱電発電素子に独立して押圧力を作用させることで熱電発電素子の高温側端部の接触状態を確保する。そして、この押圧手段は、一部の熱電発電素子に押圧力を作用させる作用点が押圧方向に変位することで熱電発電素子の高温側端部の接触状態を維持する。
【００１６】
従って、本発明の熱電発電モジュールによれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一に拘わらず、熱電発電素子の相互間の導通状態を常に安定して確保することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明に係る熱電発電モジュールの実施の形態を説明する。参照する図面において、図１は第１実施形態に係る熱電発電モジュールの要部の構造を拡大して模式的に示す要部拡大断面図、図２は図１に示したカラーの形状を示す斜視図である。
【００１８】
まず、図１を参照して第１実施形態の熱電発電モジュール１０を説明する。この熱電発電モジュール１０は、伝熱性のあるモジュールケーシングを構成する高温側絶縁板（高温側絶縁部材）１１Ａと低温側絶縁板（低温側絶縁部材）１１Ｂとの間に、極性の異なる２種類のｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐが交互に直列に接続されるように配列されている。
【００１９】
ｎ型熱電発電素子Ｎは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生し、その際、高温側絶縁板１１Ａ付近に位置する高温側端部が＋極となり、低温側絶縁板１１Ｂ付近に位置する低温側端部が−極となる。反対に、ｐ型熱電発電素子Ｐは、ゼーベック効果により温度差に応じた熱起電力を発生し、その際、高温側絶縁板１１Ａ付近に位置する高温側端部が−極となり、低温側絶縁板１１Ｂ付近に位置する低温側端部が＋極となる。
【００２０】
そこで、例えばｐ型熱電発電素子Ｐの＋極となる低温側端部の端面と、その右側に配置されたｎ型熱電発電素子Ｎの−極となる低温側端部の端面とに跨って低温側電極板１２がハンダやロウ付けなどで接合されている。そして、この低温側電極板１２を介してｐ型熱電発電素子Ｐの低温側端部とｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部とが接合状態で相互に導通されている。なお、低温側電極板１２は、モジュールケーシングの低温側絶縁板１１Ｂに面接触している。
【００２１】
一方、ｐ型熱電発電素子Ｐの−極となる高温側端部と、その左側に配置されたｎ型熱電発電素子Ｎの＋極となる高温側端部とに跨るように高温側電極板１３が配設されている。そして、この高温側電極板１３とｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部との間には、銅（Ｃｕ）やアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料からなる弾力のある板状の導通部材１４，１４がそれぞれ介設されている。なお、高温側電極板１３はモジュールケーシングの高温側絶縁板１１Ａに面接触している。
【００２２】
そして、モジュールケーシングの高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重により、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部が導通部材１４を介して高温側電極板１３に平面接触し、同時にｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が導通部材１４を介して高温側電極板１３に平面接触しており、これにより、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部とｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部とが非接合の接触状態で相互に導通されている。
【００２３】
ここで、第１実施形態の熱電発電モジュール１０においては、少なくとも一部のｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐに独立して押圧力を作用させることでｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部とｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部との接触状態を確保し、その押圧力の作用点が押圧方向に変位可能なことでｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部とｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部との接触状態を維持する押圧手段として、長さが可変な中空状の弾性体であるコイルばね１５が設けられている。
【００２４】
コイルばね１５は、円柱状に形成されたｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎにそれぞれ圧縮状態で巻装されている。これに対応してｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の周面には、コイルばね１５の下端部を係止してその押圧力を受ける突部として、大径のフランジ部Ｐ１およびフランジ部Ｎ１がそれぞれ形成されている。そして、これらの大径のフランジ部Ｐ１およびフランジ部Ｎ１の下端面が導通部材１４，１４に平面接触している。
【００２５】
また、コイルばね１５の上端部を係止してその押圧力を受ける段付き円筒状の低温側カラー１６，１６がｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部にそれぞれ摺動自在に嵌合されている。各低温側カラー１６は、絶縁セラミックス等の適宜の絶縁材料からなり、下部の小径部１６Ａと上部の大径部１６Ｂとの間の段部１６Ｃにコイルばね１５の上端部を係止している。そして、各低温側カラー１６は、大径部１６Ｂの上端面がモジュールケーシングの低温側絶縁板１１Ｂに押圧されることで、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに対し、その押圧方向に相対変位可能となっている。
【００２６】
ここで、図２に示すように、低温側カラー１６には、その軸方向に沿って連続する幅広の切欠き１６Ｄと幅狭の切割り１６Ｅとが形成されいる。幅広の切欠き１６Ｄは、低温側カラー１６の大径部１６Ｂの上端面側に形成されており、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部に跨って接合された低温側電極板１２を低温側カラー１６の軸方向に相対変位可能とさせている。一方、幅狭の切割り１６Ｅは、幅広の切欠き１６Ｄと協働して低温側カラー１６をｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端部にそれぞれ径方向から装着可能とさせている。
【００２７】
以上のように構成された第１実施形態の熱電発電モジュール１０では、図１に示すように、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの上端部の低温側端部は、低温側電極板１２を介して相互に接合状態で導通されている。一方、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部は、モジュールケーシングの高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重と、コイルばね１５，１５の押圧力とにより、導通部材１４，１４および高温側電極板１３を介して非接合の接触状態で相互に導通されている。
【００２８】
ここで、熱電発電モジュール１０の使用状態においては、熱電発電モジュール１０やその周辺部材の熱変形や熱歪により、モジュールケーシングの高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間に作用するモジュール荷重に部分的な低下や不均一が発生することがある。その結果、図３に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間隔が広がったり、あるいは、図４に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの平行性が崩れて両者が不平行となることがある。
【００２９】
しかしながら、第１実施形態の熱電発電モジュール１０においては、図３に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間隔が広がった場合、あるいは、図４に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとが不平行となった場合、圧縮状態のコイルばね１５，１５が伸張してその上端部が低温側カラー１６，１６を低温側絶縁板１１Ｂに押圧する。その際、コイルばね１５，１５の下端部がｐ型熱電発電素子Ｐのフランジ部Ｐ１およびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ１を高温側絶縁板１１Ａ側へ押圧する。
【００３０】
このため、導通部材１４，１４を介して高温側電極板１３が高温側絶縁板１１Ａに押圧される。その結果、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ１，Ｎ１の下端面がそれぞれ導通部材１４，１４を介して高温側電極板１３にの上面に圧接する。こうしてｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が相互に導通された接触状態に確実に維持される。
【００３１】
従って、第１実施形態の熱電発電モジュール１０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、例えば図３に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとの間隔が広がった場合、あるいは、図４に示すように高温側絶縁板１１Ａと低温側絶縁板１１Ｂとが不平行となった場合においても、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【００３２】
また、モジュールケーシングの高温側絶縁板１１Ａに入力される熱は、高温側電極板１３および導通部材１４，１４を介してのみｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部のフランジ部Ｐ１およびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部のフランジ部Ｎ１に入力されるのであり、この熱入力に関してコイルばね１５，１５が熱抵抗とならないため、熱電発電モジュール１０の発電効率の低下を抑制できる。
【００３３】
しかも、コイルばね１５，１５は、円柱状のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに巻装されており、その周囲のデッドスペースを減少できるため、熱電発電モジュール１０の発電効率の向上に寄与できる。
【００３４】
なお、第１実施形態の熱電発電モジュール１０において、導通部材１４，１４は必須のものではなく、これらは省略してもよい。
【００３５】
つぎに、図５を参照して第２実施形態の熱電発電モジュール２０を説明する。この熱電発電モジュール２０は、図１に示した熱電発電モジュール１０のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の接触状態を平面接触から円錐面接触に変更したものであり、その他の構造は基本的に熱電発電モジュール１０と同様である。
【００３６】
第２実施形態の熱電発電モジュール２０は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの他、図１に示した高温側絶縁板１１Ａ、低温側絶縁板１１Ｂ、低温側電極板１２、高温側電極板１３、導通部材１４、コイルばね１５および低温側カラー１６にそれぞれ対応する高温側絶縁板２１Ａ、低温側絶縁板２１Ｂ、低温側電極板２２、高温側電極板２３、導通部材２４、コイルばね２５および低温側カラー２６を備えている。
【００３７】
ここで、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部には、図１に示したフランジ部Ｐ１，Ｎ１に代わるフランジ部Ｐ２，Ｎ２が形成されている。そして、このフランジ部Ｐ２，Ｎ２の下端面には、接触角の大きい外テーパ状の円錐凸面Ｐ２Ａ，Ｎ２Ａが導通接触面としてそれぞれ形成されている。
【００３８】
一方、高温側電極板２３には、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ２，Ｎ２の下端面に形成された円錐凸面Ｐ２Ａ，Ｎ２Ａに円錐面接触可能な円錐凹面２３Ａ，２３Ａが形成されている。そして、この高温側電極板２３の上面の円錐凹面２３Ａ，２３Ａにｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの円錐凸面Ｐ２Ａ，Ｎ２Ａが皿ばね形状の導通部材２４，２４を介してそれぞれ円錐面接触している。
【００３９】
また、各低温側カラー２６には、図１に示した低温側カラー１６の小径部１６Ａ、大径部１６Ｂ、段部１６Ｃ、切欠き１６Ｄおよび切割り１６Ｅにそれぞれ対応する小径部２６Ａ、大径部２６Ｂ、段部２６Ｃ、切欠き２６Ｄおよび切割り２６Ｅが形成されている。各低温側カラー２６の小径部２６Ａは、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの軸方向の中央部分を覆う長いスカート状に形成されており、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎがコイルばね２５，２５と接触して導通(リーク)するのを防止している。そして、各低温側カラー２６の段部２６Ｃに圧縮状態のコイルばね２５の上端部が係止されている。
【００４０】
ここで、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部には、コイルばね２５，２５の下端部を係止する段付き円環状の高温側カラー２７，２７がそれぞれ摺動自在に嵌合されている。各高温側カラー２７は、絶縁セラミックス等の適宜の絶縁材料で構成されている。
【００４１】
各高温側カラー２７は、上部の小径部２７Ａと下部の大径部２７Ｂとの間の段部２７Ｃに圧縮状態のコイルばね２５の下端部を係止しており、その大径部２７Ｂ，２７Ｂの下端面がｐ型熱電発電素子Ｐのフランジ部Ｐ２およびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ２にそれぞれ当接して圧縮状態のコイルばね２５，２５の押圧力を伝達している。そして、この高温側カラー２７には、図６に示すように、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に径方向から装着するための幅狭の切割り２７Ｄが形成されている。
【００４２】
このような熱電発電モジュール２０は、図７の（ａ）〜（ｅ）に示す組立工程により組み立てることができる。まず、（ａ）に示す組立工程では、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの上端の低温側端面に低温側電極板２２をハンダやロウ付けなどで接合する。つぎの（ｂ）に示す組立工程では、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎに低温側カラー２６，２６をそれぞれ径方向から嵌め込む。
【００４３】
続く（ｃ）に示す組立工程では、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部からコイルばね２５，２５を巻装する。つぎの（ｄ）に示す組立工程では、コイルばね２５，２５を低温側カラー２６，２６側に寄せた圧縮状態として、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に高温側カラー２７，２７をそれぞれ径方向から嵌め込む。
【００４４】
そして、（ｅ）に示す組立工程では、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部のフランジ部Ｐ２，Ｎ２に導通部材２４，２４および高温側電極板２３，２３を対向させて配置する。そして、これらをモジュールケーシングの高温側絶縁板２１Ａと低温側絶縁板２１Ｂとの間に収容してモジュール荷重を加えることによりパッケージ化する。
【００４５】
このような組立工程により組み立てられた第２実施形態の熱電発電モジュール２０においては、モジュールケーシングの高温側絶縁板２１Ａと低温側絶縁板２１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合、圧縮状態のコイルばね２５，２５が伸張してその上端部が低温側カラー２６，２６を低温側絶縁板２１Ｂに押圧する。その際、圧縮状態のコイルばね２５，２５の下端部が高温側カラー２７，２７を介してｐ型熱電発電素子Ｐのフランジ部Ｐ２およびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ２を高温側絶縁板２１Ａ側へ押圧する。
【００４６】
このため、導通部材２４，２４を介して高温側電極板２３が高温側絶縁板２１Ａに押圧される。その結果、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ２，Ｎ２の円錐凸面Ｐ２Ａ，Ｎ２Ａがそれぞれ導通部材２４，２４を介して高温側電極板２３の円錐凹面２３Ａ，２３Ａに圧接する。こうしてｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が相互に導通された接触状態に確実に維持される。
【００４７】
従って、第２実施形態の熱電発電モジュール２０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板２１Ａと低温側絶縁板２１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【００４８】
また、コイルばね２５，２５が熱抵抗とならないため、熱電発電モジュール２０の発電効率の低下を抑制できる。しかも、コイルばね２５，２５は、円柱状のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周りに巻装されており、その周囲のデッドスペースを減少できるため、熱電発電モジュール２０の発電効率の向上に寄与できる。
【００４９】
ここで、第２実施形態の熱電発電モジュール２０によれば、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部に形成された円錐凸面Ｐ２Ａ，Ｎ２Ａが導通部材２４，２４を介して高温側電極板２３の円錐凹面２３Ａ，２３Ａに円錐面接触する構造を有するため、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の位置決めを容易に行うことができる。また、その円錐面接触により、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの微小な角度変化を吸収できる。
【００５０】
なお、第２実施形態の熱電発電モジュール２０において、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の円錐凸面Ｐ３，Ｎ３は凸球面に変更し、これに対応して高温側電極板２３の円錐凹面２３Ａ，２３Ａは凹球面に変更し、両者を球面接触させるようにしてもよい。また、導通部材２４，２４は必須のものではなく、これらは省略してもよい。
【００５１】
続いて、図８〜図１０を参照して第３実施形態の熱電発電モジュール３０を説明する。この熱電発電モジュール３０は、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎを単一の大径のコイルばねにより強力に押圧するようにしたものである。
【００５２】
第３実施形態の熱電発電モジュール３０は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの他、図１に示した高温側絶縁板１１Ａ、低温側絶縁板１１Ｂ、低温側電極板１２、高温側電極板１３、導通部材１４およびコイルばね１５にそれぞれ対応する高温側絶縁板３１Ａ、低温側絶縁板３１Ｂ、低温側電極板３２、高温側電極板３３、導通部材３４およびコイルばね３５と、図５に示した高温側カラー２７に対応する一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａとを備えている。
【００５３】
ここで、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎは、両者が所定の隙間を開けて対向することで短円柱状となる略半円形の断面形状を有し、その下端部の高温側端部には、略半円状のフランジ部Ｐ３，Ｎ３がそれぞれ形成されている（図１０参照）。
【００５４】
低温側電極板３２は、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの上端の低温側端面の形状に合致した円板状に形成されており、その端面にハンダやロウ付けなどで接合されている（図１０参照）。
【００５５】
高温側電極板３３は、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３に対応した広幅の板状に形成されている（図９参照）。また、導通部材３４，３４は、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３の端面に合致する半円状にそれぞれ形成されている。
【００５６】
ここで、一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａは、両者が所定の隙間を開けて対向することで、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの略全周を包囲する（図１０参照）。
【００５７】
各半割りカラー３７Ａには、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの上端部の高温側端部のフランジ部Ｐ３，Ｎ３に当接するフランジ部３７Ｂと、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの対向面間の隙間に差し込まれる板状のスペーサ部３７Ｃと、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３の周囲に突出する２本の爪部３７Ｄ，３７Ｄとが一体に形成されている（図１０参照）。
【００５８】
各半割りカラー３７Ａのスペーサ部３７Ｃは、モジュールケーシングの高温側絶縁板３１Ａに接触しない範囲で隣接する高温側電極板３３，３３の間まで延出している（図８参照）。また、各半割りカラー３７Ａの２本の爪部３７Ｄ，３７Ｄは、高温側電極板３３に接触しない範囲で導通部材３４の周囲まで突出しており、スペーサ部３７Ｃと共に導通部材３４を位置決めしている（図９参照）。
【００５９】
ここで、大径のコイルばね３５は、一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａの外周に圧縮状態で巻装されており、その下端部は半割りカラー３７Ａ，３７Ａのフランジ部３７Ｂ，３７Ｂに係止され、その上端部はモジュールケーシングの低温側絶縁板３１Ｂに係止されている（図８、図９参照）。
【００６０】
このような熱電発電モジュール３０は、図１０の（ａ）〜（ｄ）に示す組立工程により組み立てることができる。まず、（ａ）に示す組立工程では、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの上端の低温側端面に低温側電極板３２をハンダやロウ付けなどで接合する。
【００６１】
つぎの（ｂ）に示す組立工程では、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの対向面間の隙間にスペーサ部３７Ｃ，３７Ｃを差し込んで一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周面を一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａで包囲する。続く（ｃ）に示す組立工程では、低温側電極板３２側から一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａの外周に大径のコイルばね３５を巻装する。
【００６２】
そして、（ｄ）に示す組立工程では、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの下端部のフランジ部Ｐ３，Ｎ３の端面に導通部材３４，３４および高温側電極板３３，３３を対向させて配置する。そして、これらをモジュールケーシングの高温側絶縁板３１Ａと低温側絶縁板３１Ｂとの間に収容してモジュール荷重を加えることによりパッケージ化する。
【００６３】
このような組立工程により組み立てられた第３実施形態の熱電発電モジュール３０においては、モジュールケーシングの高温側絶縁板３１Ａと低温側絶縁板３１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合、圧縮状態のコイルばね３５が伸張してその上端部が低温側絶縁板３１Ｂに追従する。その際、コイルばね３５の下端部が一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａのフランジ部３７Ｂ，３７Ｂを介して一組のｐ型熱電発電素子Ｐのフランジ部Ｐ３およびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ３を高温側絶縁板３１Ａ側へ押圧する。
【００６４】
このため、導通部材３４，３４を介して高温側電極板３３，３３が高温側絶縁板３１Ａに押圧される。その結果、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３の下端面がそれぞれ導通部材３４，３４を介して高温側電極板３３，３３の上端面に圧接する。こうして隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が相互に導通された接触状態に確実に維持される。
【００６５】
従って、第３実施形態の熱電発電モジュール３０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板３１Ａと低温側絶縁板３１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【００６６】
特に、単一の大径のコイルばね３５が一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３を強力に押圧する構造とされているため、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態をより確実に確保することができる。
【００６７】
また、単一のコイルばね３５は、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周囲に配置されており、これらに対して熱抵抗とならないため、熱電発電モジュール３０の発電効率の低下を抑制できる。しかも、このコイルばね３５は、一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａの周囲のデッドスペースに配置されているため、デッドスペースを減少して熱電発電モジュール３０の発電効率の向上に寄与できる。
【００６８】
なお、第３実施形態の熱電発電モジュール３０において、導通部材３４，３４は必須のものではなく、これらは省略してもよい。この場合、一対の半割りカラー３７Ａ，３７Ａの爪部３７Ｄ，３７Ｄも省略する。
【００６９】
また、半割りカラー３７Ａ，３７Ａは、例えば図１１に示す形状に変更し、あるいは、図１２に示す一体構造の低温側カラー３８と、一体構造の高温側カラー３９との組合構造に変更することができる。
【００７０】
図１１に示す半割りカラー３７Ａ，３７Ａは、スペーサ部３７Ｃおよび爪部３７Ｄ，３７Ｄを省略したものであり、フランジ部３７Ｂの端部には、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｐ３，Ｎ３の対向面間の接触によるリークを防止するようにその対向面間に差し込まれるリーク防止用の折曲げ片３７Ｅ，３７Ｅが連続して形成されている。
【００７１】
この図１１に示す形状の半割りカラー３７Ａ，３７Ａは、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周面の一部を露出させることなく、その全周を包囲することができる。
【００７２】
一方、図１２に示す一体構造の高温側カラー３９は、一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周面に緩く嵌合してフランジ部Ｐ３，Ｎ３に重なる段付き円環状に形成されており、その段部３９Ａにコイルばね３５の一端部を係止するように構成されている。
【００７３】
また、一体構造の低温側カラー３８は、低温側電極板３２側から一組のｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの周面に緩く嵌合して被せられる円筒状に形成されており、その外周に圧縮状態で巻装されるコイルばね３５の上端部をフランジ部３８Ａに係止するように構成されている。この低温側カラー３８は、コイルばね３５の上端部が低温側電極板３２と低温側絶縁板３１Ｂとの間に噛み込まれるのを防止することができる。
【００７４】
つぎに、図１３を参照して第４実施形態の熱電発電モジュール４０を説明する。この熱電発電モジュール４０は、図１に示した導通部材１４および低温側カラー１６を省略すると共に、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部にフランジ部Ｐ１，Ｎ１に代わる係止片部Ｐ４，Ｎ４を略直角に屈曲するように形成したものである。
【００７５】
第４実施形態の熱電発電モジュール４０は、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの他、図１に示した高温側絶縁板１１Ａ、低温側絶縁板１１Ｂ、低温側電極板１２、高温側電極板１３およびコイルばね１５にそれぞれ対応する高温側絶縁板４１Ａ、低温側絶縁板４１Ｂ、低温側電極板４２、高温側電極板４３およびコイルばね４５を備えている。
【００７６】
ここで、ｐ型熱電発電素子Ｐをその下端部の高温側端部側へ押圧する圧縮状態のコイルばね４５は、その下端部が係止片部Ｐ４に係止され、その上端部がモジュールケーシングの低温側絶縁板４１Ｂに係止されている。同様に、ｎ型熱電発電素子Ｎをその下端部の高温側端部側へ押圧する圧縮状態のコイルばね４５は、その下端部が係止片部Ｎ４に係止され、その上端部がモジュールケーシングの低温側絶縁板４１Ｂに係止されている。
【００７７】
このような構造を有する第４実施形態の熱電発電モジュール４０において、モジュールケーシングの高温側絶縁板４１Ａと低温側絶縁板４１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合、圧縮状態のコイルばね４５，４５が伸張してその上端部が低温側絶縁板４１Ｂに追従する。
【００７８】
その際、一方のコイルばね４５の下端部がｐ型熱電発電素子Ｐの下端部の高温側端部の係止片部Ｐ４を高温側電極板４３に押圧することにより、この高温側電極板４３が高温側絶縁板４１Ａに押圧される。同様に、他方のコイルばね４５の下端部がｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部の係止片部Ｎ４を高温側電極板４３に押圧することにより、この高温側電極板４３が高温側絶縁板４１Ａに押圧される。
【００７９】
その結果、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐの係止片部Ｐ４およびｎ型熱電発電素子Ｎの係止片部Ｎ４が同一の高温側電極板４３に圧接する。こうしてｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が相互に導通された接触状態に確実に維持される。
【００８０】
従って、第４実施形態の熱電発電モジュール４０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板４１Ａと低温側絶縁板４１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接するｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【００８１】
続いて、図１４〜図１７を参照して第５実施形態の熱電発電モジュール５０を説明する。この熱電発電モジュール５０は、例えば図５に示した形状を有するｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部が高温側電極板２３を介することなくｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部に接触するように構成されたものである。
【００８２】
第５実施形態の熱電発電モジュール５０は、ｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの他、図５に示した高温側絶縁板２１Ａ、低温側絶縁板２１Ｂ、低温側電極板２２、導通部材２４、コイルばね２５、低温側カラー２６および高温側カラー２７にそれぞれ対応する高温側絶縁板５１Ａ、低温側絶縁板５１Ｂ、低温側電極板５２、導通部材５４、コイルばね５５、低温側カラー５６および高温側カラー５７を備えている。
【００８３】
ここで、図１４および図１５に示すように、円柱状のｎ型熱電発電素子Ｎの下端部の高温側端部には円形のフランジ部Ｎ５が形成され、このフランジ部Ｎ５の下端面には円錐凸面Ｎ５Ａが導通接触面として形成されている。
【００８４】
一方、ｐ型熱電発電素子Ｐは、図１６に示すようにｎ型熱電発電素子Ｎを収容するボックス状に形成されており、その上面および一側面は開口されている。そして、このボックス状のｐ型熱電発電素子Ｐの底板部Ｐ５には、ｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ５に形成された円錐凸面Ｎ５Ａが皿ばね形状の導通部材５４を介して円錐面接触する円錐凹面Ｐ５Ａが穴の周縁に形成されている。
【００８５】
また、低温側電極板５２は、図１７に示すように、略正方形の本体５２Ａの一辺中央部に舌片５２Ｂが突設され、反対側の他辺中央部に切欠き５２Ｃが形成された平面形状を有する。この低温側電極板５２の舌片５２Ｂは、先端部がｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端面に対応した輪郭を有し、切欠き５２Ｃは、舌片５２Ｂより一回り大きい輪郭に形成されている。
【００８６】
ここで、図１４〜図１６に示すように、ボックス状のｐ型熱電発電素子Ｐの上端の低温側端面には、低温側電極板５２の本体５２Ａが接合され、このボックス状のｐ型熱電発電素子Ｐに収容された円柱状のｎ型熱電発電素子Ｎの低温側端面には、隣接する他の低温側電極板５２の舌片５２Ｂが接合される。この場合、他の低温側電極板５２の舌片５２Ｂと、これを受入れる低温側電極板５２の切欠き５２Ｃとの間には所定の隙間が形成される（図１７参照）。
【００８７】
低温側カラー５６は、Ｕ字環状に形成されており、平面視Ｕ字状の本体５６Ａの下側には小径の環状突部５６Ｂが形成され、上側には平面視Ｕ字状の係合突部５６Ｃが形成されている。そして、本体５６Ａと環状突部５６Ｂとの間の段部５６Ｄに圧縮状態のコイルばね５５の上端部が係止されている。また、平面視Ｕ字状の係合突部５６Ｃが低温側電極板５２の切欠き５２Ｃの縁部に係合して位置決めされており、この状態で係合突部５６Ｃと本体５６Ａとの間の段部５６Ｅが低温側電極板５２の本体５２Ａに圧接している。
【００８８】
一方、高温側カラー５７は、段付き円環状に形成されており、その上部の小径部５７Ａと下部の大径部５７Ｂとの間の段部５７Ｃに圧縮状態のコイルばね５５の下端部が係止されている。そして、大径部５７Ｂの下端面がｎ型熱電発電素子Ｎのフランジ部Ｎ５に当接してコイルばね５５の押圧力を伝達している。
【００８９】
このような構造を有する第５実施形態の熱電発電モジュール５０においては、ｎ型熱電発電素子Ｎに巻装された圧縮状態のコイルばね５５の押圧力により、ｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の円錐凸面Ｎ５Ａが導通部材５４を介してｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の円錐凹面Ｐ５Ａに常時圧接している。
【００９０】
従って、第５実施形態の熱電発電モジュール５０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板５１Ａと低温側絶縁板５１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接する一組のｎ型熱電発電素子Ｎとｐ型熱電発電素子Ｐとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【００９１】
さらに、コイルばね５５は、ｎ型熱電発電素子Ｎの外周に巻装されており、ｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの熱抵抗とならないため、熱電発電モジュール５０の発電効率の低下を抑制できる。しかも、コイルばね５５は、ボックス状のｐ型熱電発電素子Ｐ内のデッドスペースに配置されているため、デッドスペースを減少して熱電発電モジュール５０の発電効率の向上に寄与できる。
【００９２】
つぎに、図１８〜図２１を参照して第６実施形態の熱電発電モジュール６０を説明する。この熱電発電モジュール６０は、ボックス状に形成されたｎ型熱電発電素子Ｎに対して円柱状に形成されたｐ型熱電発電素子Ｐが入れ子状に組み付けられたものであり、ｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部とｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部とが高温側電極板を介することなくに接触するように構成されている。
【００９３】
第６実施形態の熱電発電モジュール６０は、ｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの他、図１４に示した高温側絶縁板５１Ａ、低温側絶縁板５１Ｂ、低温側電極板５２、導通部材５４、コイルばね５５、低温側カラー５６および高温側カラー５７にそれぞれ対応する高温側絶縁板６１Ａ、低温側絶縁板６１Ｂ、低温側電極板６２、導通部材６４、コイルばね６５、低温側カラー６６および高温側カラー６７を備えている。
【００９４】
ここで、図１８および図１９に示すように、円柱状のｐ型熱電発電素子Ｐの下端部の高温側端部には、その軸方向と直交して高温側絶縁板６１Ａに面接触する板状の受熱部Ｐ６が連続して形成されており、この受熱部Ｐ６の周面は順勾配の傾斜面Ｐ６Ａが導通接触面として形成されている。
【００９５】
一方、ｎ型熱電発電素子Ｎは、図２０および図２１に示すようにｐ型熱電発電素子Ｐが入れ子状に組み付けられるボックス状に形成されており、その上面および一側面は開口されている。そして、このボックス状のｎ型熱電発電素子Ｎの底板部Ｎ６には、ｐ型熱電発電素子Ｐの受熱部Ｐ６が嵌め込まれる切欠きが形成され、その周縁には、ｐ型熱電発電素子Ｐの受熱部Ｐ６の周縁に形成された傾斜面Ｐ６Ａが導通部材６４を介して斜面接触する傾斜面Ｎ６Ａが形成されている。
【００９６】
また、低温側電極板６２は、図２２に示すように、略正方形の本体６２Ａの一辺に幅広の舌片６２Ｂが突設され、反対側の他辺に幅広の切欠き６２Ｃが形成された平面形状を有する。この低温側電極板６２の舌片６２Ｂは、先端部がｐ型熱電発電素子Ｐの低温側端面に対応した輪郭を有し、切欠き６２Ｃは、舌片６２Ｂより一回り大きい輪郭に形成されている。
【００９７】
ここで、図１８〜図２０に示すように、ボックス状のｎ型熱電発電素子Ｎの上端の低温側端面には、低温側電極板６２の本体６２Ａが接合され、このボックス状のｎ型熱電発電素子Ｎに対してその一側面の開口から入れ子状に組み付けられる円柱状のｐ型熱電発電素子Ｐの低温側端面には、隣接する他の低温側電極板６２の舌片６２Ｂが接合される。この場合、他の低温側電極板６２の舌片６２Ｂと、これを受入れる低温側電極板６２の切欠き６２Ｃとの間には所定の隙間が形成される（図２２参照）。
【００９８】
低温側カラー６６は、段付き環状に形成されており、その下部の小径部６６Ａと上部の大径部６６Ｂとの間の段部６６Ｃにコイルばね６５の他端部が係止されている。そして、この低温側カラー６６は、大径部６６Ｂの上端面が低温側電極板６２の舌片６２Ｂに圧接しており、この状態で大径部６６Ｂの上端面から上方に突設された平面視Ｕ字状の係合突部６６Ｄが低温側電極板６２の舌片６２Ｂの周縁に係合して位置決めされている。
【００９９】
一方、高温側カラー６７は、段付き円環状に形成されており、その上部の小径部６７Ａと下部の大径部６７Ｂとの間の段部６７Ｃにコイルばね６５の一端部が係止されている。そして、大径部６７Ｂの下端面がｎ型熱電発電素子Ｎの底板部Ｎ６の上面に当接してコイルばね６５の押圧力を伝達している。
【０１００】
このような構造を有する第６実施形態の熱電発電モジュール６０においては、圧縮状態でｐ型熱電発電素子Ｐに巻装されたコイルばね６５の押圧力により、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の傾斜面Ｐ６Ａが導通部材６４を介してｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の傾斜面Ｎ６Ａに常時圧接している。
【０１０１】
従って、第６実施形態の熱電発電モジュール６０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板６１Ａと低温側絶縁板６１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接する一組のｐ型熱電発電素子Ｐとｎ型熱電発電素子Ｎとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【０１０２】
さらに、コイルばね６５は、ｐ型熱電発電素子Ｐの外周に巻装されており、ｐ型熱電発電素子Ｐおよびｎ型熱電発電素子Ｎの熱抵抗とならないため、熱電発電モジュール６０の発電効率の低下を抑制できる。しかも、コイルばね６５は、ボックス状のｎ型熱電発電素子Ｎ内のデッドスペースに配置されているため、デッドスペースを減少して熱電発電モジュール６０の発電効率の向上に寄与できる。
【０１０３】
なお、第６実施形態の熱電発電モジュール６０において、導通部材６４は必須のものではなく、これらは省略してもよい。また、図２３に示すように、ｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の受熱部Ｐ６は、板状ではなく円形のフランジ状に変更し、その傾斜面Ｐ６Ａを円錐凸面に変更してもよい。この場合、ｎ型熱電発電素子Ｎの底板部Ｎ６の傾斜面Ｎ６Ａは、受熱部Ｐ６の円錐凸面に対応する円錐凹面に変更する。
【０１０４】
続いて、図２４を参照して第７実施形態の熱電発電モジュール７０を説明する。この熱電発電モジュール７０は、図１に示した高温側電極板１３、導通部材１４および低温側カラー１６を省略すると共に、隣接する一組のｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部が相互に直接接触するように構成したものである。
【０１０５】
第７実施形態の熱電発電モジュール７０は、ｎ型熱電発電素子Ｎおよびｐ型熱電発電素子Ｐの他、図１に示した高温側絶縁板１１Ａ、低温側絶縁板１１Ｂ、低温側電極板１２およびコイルばね１５にそれぞれ対応する高温側絶縁板７１Ａ、低温側絶縁板７１Ｂ、低温側電極板７２およびコイルばね７５を備えている。
【０１０６】
ここで、ｎ型熱電発電素子Ｎは側面視Ｌ字状に形成されており、その下部の高温側端部には、略直角に屈曲する短い係止片部Ｎ７が形成されている。一方、ｐ型熱電発電素子Ｐも側面視Ｌ字状に形成されており、その下部の高温側端部には、略直角に屈曲してｎ型熱電発電素子Ｎの係止片部Ｎ７の下面に面接触し、同時に高温側絶縁板７１Ａの上面に面接触する接触片部Ｐ７が形成されている。
【０１０７】
低温側電極板７２は、ｎ型熱電発電素子Ｎの上端の低温側端面と、隣接する他のｐ型熱電発電素子Ｐの上端の低温側端面とに跨って接合されており、その上面が低温側絶縁板７１Ｂに面接触している。この低温側電極板７２の一端部は、他のｐ型熱電発電素子Ｐと組をなす他のｎ型熱電発電素子Ｎの係止片部Ｎ７に対向するように平行に突出している。
【０１０８】
コイルばね７５は、電気絶縁性があり、かつ、ばね弾性を発揮できる適宜の合成樹脂で構成されている。そして、このコイルばね７５は、圧縮状態で一端部がｎ型熱電発電素子Ｎの係止片部Ｎ７に係止され、他端部が低温側電極板７２の一端部の突出部に係止されている。
【０１０９】
このような構造を有する第７実施形態の熱電発電モジュール７０においては、圧縮状態のコイルばね７５の押圧力により、ｎ型熱電発電素子Ｎの高温側端部の係止片部Ｎ７がｐ型熱電発電素子Ｐの高温側端部の接触片部Ｐ７に常時圧接している。
【０１１０】
従って、第７実施形態の熱電発電モジュール７０によれば、モジュール荷重の部分的な低下や不均一により、モジュールケーシングの高温側絶縁板７１Ａと低温側絶縁板７１Ｂとが不平行となったり、あるいは両者の間隔が広がった場合においても、隣接する一組のｎ型熱電発電素子Ｎとｐ型熱電発電素子Ｐとの導通状態を常に安定して確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の第１実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図２】第１実施形態の熱電発電モジュールの要部構造の斜視図である。
【図３】第１実施形態の熱電発電モジュールの高温側絶縁板と低温側絶縁板との間隔が広がった場合の作用を示す図１に対応した要部拡大断面図である。
【図４】第１実施形態の熱電発電モジュールの高温側絶縁板と低温側絶縁板とが不平行となった場合の作用を示す図１に対応した要部拡大断面図である。
【図５】第２実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図６】第２実施形態の熱電発電モジュールの要部構造の一部を断面とした斜視図である。
【図７】第２実施形態の熱電発電モジュールの組立工程の一例を示す組立工程図である。
【図８】第３実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図９】第３実施形態の熱電発電モジュールの要部構造の斜視図である。
【図１０】第３実施形態の熱電発電モジュールの組立工程の一例を示す組立工程図である。
【図１１】図１０に示した半割りカラーの形状を変更した例を示す斜視図である。
【図１２】図１０に示した半割りカラーを一体構造の低温側カラーと一体構造の高温側カラーとの組合構造に変更した例を示す斜視図である。
【図１３】第４実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１４】第５実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１５】第５実施形態の熱電発電モジュールの図１４と直交する方向の要部拡大断面図である。
【図１６】第５実施形態の熱電発電モジュールの要部構造の斜視図である。
【図１７】図１６に示した低温側電極板の平面図である。
【図１８】第６実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【図１９】第６実施形態の熱電発電モジュールの図１８と直交する方向の要部拡大断面図である。
【図２０】第６実施形態の熱電発電モジュールの要部構造の斜視図である。
【図２１】図２０に示した熱電発電モジュールの縦断面斜視図である。
【図２２】図２０に示した低温側電極板の平面図である。
【図２３】図１９に示したｐ型熱電発電素子の受熱部の形状を変更した例を示す図２１に対応した縦断面斜視図である。
【図２４】第７実施形態に係る熱電発電モジュールの要部構造を拡大して示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【０１１２】
１０…熱電発電モジュール、１１Ａ…高温側絶縁板、１１Ｂ…低温側絶縁板、１２…低温側電極板、１３…高温側電極板、１４…導通部材、１５…コイルばね、１６…低温側カラー、Ｎ…ｎ型熱電発電素子、Ｎ１…フランジ部、Ｐ…ｐ型熱電発電素子、Ｐ１…フランジ部、
２０…熱電発電モジュール、２１Ａ…高温側絶縁板、２１Ｂ…低温側絶縁板、２２…低温側電極板、２３…高温側電極板、２３Ａ…円錐凹面、２４…導通部材、２５…コイルばね、２６…低温側カラー、２７…高温側カラー、Ｎ２…フランジ部、Ｎ２Ａ…円錐凸面、Ｐ２…フランジ部、Ｐ２Ａ…円錐凸面、
３０…熱電発電モジュール、３１Ａ…高温側絶縁板、３１Ｂ…低温側絶縁板、３２…低温側電極板、３３…高温側電極板、３４…導通部材、３５…コイルばね、３７Ａ…半割りカラー、３７Ｂ…フランジ部、Ｎ３，Ｐ３…フランジ部、
４０…熱電発電モジュール、４１Ａ…高温側絶縁板、４１Ｂ…低温側絶縁板、４２…低温側電極板、４３…高温側電極板、４５…コイルばね、Ｎ４，Ｐ４…係止片部
５０…熱電発電モジュール、５１Ａ…高温側絶縁板、５１Ｂ…低温側絶縁板、５２…低温側電極板、５４…導通部材、５５…コイルばね、５６…低温側カラー、５７…高温側カラー、Ｎ５…フランジ部、Ｎ５Ａ…円錐凸面、Ｐ５…底板部、Ｐ５Ａ…円錐凹面、
６０…熱電発電モジュール、６１Ａ…高温側伝熱性絶縁板、６１Ｂ…低温側伝熱性絶縁板、６２…低温側電極板、６４…導通部材、６５…コイルばね、６６…低温側カラー、６７…高温側カラー、Ｎ６…底板部、Ｎ６Ａ…傾斜面、Ｐ６…受熱部、Ｐ６Ａ…傾斜面、
７０…熱電発電モジュール、７１Ａ…高温側伝熱性絶縁板、７１Ｂ…低温側伝熱性絶縁板、７５…コイルばね、Ｎ７…係止片部、Ｐ７…接触片部
【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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【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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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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