(57)【要約】【課題】モールド内に傾倒状態の箔片材料の層を均一な厚みで形成することのできる材料積層装置および材料積層方法を提供すること。【解決手段】材料積層装置Ａを、箔片材料の層を形成するためのモールド２５と、モールド２５を水平方向に往復移動させる移動装置２３と、シュート３３の先端から箔片材料を落下させることにより、モールド２５内に箔片材料を供給する材料供給装置３０とで構成した。また、リニアフィーダ３２の駆動によって箔片材料を搬送するようにした。さらに、シュート３３に篩３５を設け、所定の大きさの箔片材料だけをモールド２５に供給するようにした。また、シュート３３の先端近傍に、飛散防止装置４０の邪魔板４５ｂを設けた。さらに、往復移動するモールド２５が、反転位置にあるときには、材料供装置３０からの箔片材料の供給を停止させるようにした。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
箔片もしくは粉末材料の層を形成するためのモールドと、
前記モールドを水平方向に往復移動させる移動装置と、
搬送路を有し、前記搬送路の先端から前記箔片もしくは粉末材料を落下させることにより、前記モールド内に箔片もしくは粉末材料を供給する材料供給装置とを備えたことを特徴とする材料積層装置。
【請求項２】
前記材料供給装置が、搬送路を振動させることにより箔片もしくは粉末材料を搬送するリニアフィーダを有しており、前記リニアフィーダの駆動によって前記搬送路の先端に箔片もしくは粉末材料を搬送する請求項１に記載の材料積層装置。
【請求項３】
前記材料供給装置の搬送路に篩を設け、同篩によって所定の大きさより小さい箔片もしくは粉末材料だけを前記モールドに供給するようにした請求項１または２に記載の材料積層装置。
【請求項４】
移動装置の駆動により水平方向に往復移動するモールドが、前記往復移動の反転位置およびその近傍にあるときには、前記材料供装置からの箔片もしくは粉末材料の供給を停止させる請求項１ないし４のうちのいずれか一つに記載の材料積層装置。
【請求項５】
箔片材料の層を形成するためのモールドを水平方向に往復移動させながら、前記モールド内に箔片材料を落下させることにより、前記モールド内に前記箔片材料を傾倒状態で積み重ねて均一な厚みの層を形成することを特徴とする材料積層方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電材料、磁性材料等の箔片もしくは粉末材料の層を形成するための材料積層装置および材料積層方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、箔片状もしくは粉末状の熱電材料をモールド内に充填して加熱状態でプレスすることにより、熱電材料を熱電素子のブロックに成形することが行われている。このような熱電素子は、後の工程で、個々のチップに切断される。個々のチップの特性を一定にするためには、ブロック全体が均一であることが望ましい。
【０００３】
また、箔片材料は、異方性を有することが多く、特定の方向に配向することが知られている。従って、各箔片材料がそれぞれ水平方向に延びた傾倒状態で積層され、全体が均一な厚みに形成されていることが好ましい。このため、モールド内に箔片材料を供給する際に、できるだけ均一な層が形成できるような工夫がなされている。このような箔片材料を積層するための装置として、特開２００１−３１３４２５号公報に開示されたものがある。
【０００４】
この装置では、箔片材料が充填されるモールドの上方に篩を設けているとともに、この篩を振動させるための振動装置を設けている。さらに、この装置には、モールドを軸線を中心として回転させるための回転装置が設けられている。そして、箔片材料を振動装置の駆動によって振動する篩に供給することにより、箔片材料を篩い分けしてモールドの内部に均一な状態で落下させるようにしている。また、その際、モールドを回転させて、モールド内に落下する箔片材料を遠心力によって均一な状態にして積層させるというものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した従来の装置では、篩の特定箇所に箔片材料が集まってしまい、モールドの底面全面から順次同じ厚みの層を積層形成していくことは困難である。また、モールドが回転する際の遠心力によって、モールド内における外周部分が肉厚の層になる。この結果、モールド内に積層された箔片材料をプレス加工して得られる箔体板の密度の均一性や配向性が悪くなるという問題が生じている。
【０００６】
【発明の概要】
本発明は、上記問題に対処するためになされたもので、その目的は、モールド内に粉末または箔片材料、特に、傾倒状態の箔片材料の層を均一な厚みで形成することのできる材料積層装置および材料積層方法を提供することである。
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる材料積層装置の構成上の特徴は、箔片もしくは粉末材料の層を形成するためのモールドと、モールドを水平方向に往復移動させる移動装置と、搬送路を有し、この搬送路の先端から箔片もしくは粉末材料を落下させることにより、モールド内に箔片もしくは粉末材料を供給する材料供給装置とを備えたことにある。
【０００８】
前記のように構成した本発明の材料積層装置においては、モールドを移動装置の駆動によって水平方向に往復移動させた状態で、材料供給装置からモールド内に箔片もしくは粉末材料を落下させるため、箔片もしくは粉末材料は、モールド内における底面から順次上方に向けて略均一な厚みで積層されていく。また、モールドが水平方向に往復移動しているため、モールド内に積層される各箔片材料は、倒れて箔片の長手方向を水平方向にした状態で順次積層されていく。この結果、箔片材料からなる積層体の配向性が良好になるとともに、密度が高くなる。
【０００９】
また、本発明にかかる材料積層装置の他の構成上の特徴は、材料供給装置が搬送路を振動させることにより箔片もしくは粉末材料を搬送するリニアフィーダを有しており、このリニアフィーダの駆動によって搬送路の先端に箔片もしくは粉末材料を搬送することにある。このリニアフィーダとは、搬送路を進行方向における前方の斜め上方と、後方の斜め下方との間で振動させることにより、箔片もしくは粉末材料を搬送するものであり、これによって、箔片もしくは粉末材料をモールド内に所定の速度で所定量供給することができる。
【００１０】
本発明にかかる材料積層装置のさらに他の構成上の特徴は、材料供給装置の搬送路に篩を設け、同篩によって所定の大きさより小さい箔片もしくは粉末材料だけをモールドに供給するようにしたことにある。これによれば、予め上限となる所定の大きさ以下の箔片もしくは粉末材料を篩にかけて供給すると、搬送路に設けられた篩によって、下限となる所定の大きさ以下の箔片材料は篩い分けられて、上限と下限の間の大きさの箔片もしくは粉末材料だけがモールド内に充填されていく。これによって、箔片もしくは粉末材料の大きさが一定になり粒の揃った均一性のよい積層体の形成が可能になる。
【００１１】
本発明にかかる材料積層装置のさらに他の構成上の特徴は、移動装置の駆動により水平方向に往復移動するモールドが、往復移動の反転位置およびその近傍にあるときには、材料供装置からの箔片もしくは粉末材料の供給を停止させることにある。箔片もしくは粉末材料を連続して落下させながらモールドを水平方向に往復移動させた場合、往復移動の反転位置にあるモールドは停止状態になるため、モールド内の両端部に、他の部分よりも多くの箔片もしくは粉末材料が積層されて、層の厚みにむらがでる。モールドが、往復移動の反転位置およびその近傍にあるときに、材料供給装置からの箔片もしくは粉末材料の供給を停止させることによってこのむらを無くしてより均一な厚みの層を形成することができる。
【００１２】
なお、本発明にかかる材料積層装置においては、材料供給装置における搬送路の先端近傍に、箔片もしくは粉末材料がモールド内に入るようにガイドするための飛散防止装置を設けることもできる。これによると、材料供給装置における搬送路の先端から落下する箔片もしくは粉末材料は、モールドの外部に落下することなく、モールド内に充填されるようになるため、箔片もしくは粉末材料の無駄がなくなる。
【００１３】
本発明にかかる材料積層方法の構成上の特徴は、箔片材料の層を形成するためのモールドを水平方向に往復移動させながら、モールド内に箔片材料を落下させることにより、モールド内に箔片材料を傾倒状態で積み重ねて均一な厚みの層を形成することにある。この材料積層方法においては、モールドを往復移動させるだけで、水平、かつ均一な厚みの箔片材料の層を形成することができる。また、層を構成する各箔片材料が水平方向を向いた傾倒姿勢になるため、モールド内に形成された箔片材料の積層体から得られる、例えば、熱電素子等の配向性も良好になる。また、その熱電素子等の密度も高くなり、高性能化が図れる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面を用いて説明する。図１は、本発明にかかる材料積層装置Ａを概略的に示している。この材料積層装置Ａは、底面部を構成する板状のベース１０と、ベース１０の上面に設けられた材料充填装置２０と、材料供給装置３０と、飛散防止装置４０とで構成されている。
【００１５】
材料充填装置２０は、ベース１０の上面における中央よりもやや一端側（図１の左側）に設置された台部２１の上面に設けられた電子天秤装置２２と、ベース１０の上面における電子天秤装置２２の後方に設けられた移動装置２３（図２参照）と、移動装置２３の本体側（駆動部２８側）から前方に向って延びる支持アーム２４の前部上面に着脱自在に取り付けられたモールド２５とで構成されている。電子天秤装置２２は、上面に形成されたハカリ皿２２ａの上面にアルミニウム製の円板状の設置台２２ｂが設けられて、この設置台２２ｂ上に、モールド２５を設置することによりモールド２５の重量を計測する。また、材料が充填されたモールド２５の重量を計測しこの計測値とモールド２５の計測値との差から、供給された材料の重量を算出することができる。
【００１６】
移動装置２３は、図２に平面を示したように、電子天秤装置２２の後方で左右に延びるレール２６と、レール２６に係合してレール２６に沿って左右に移動可能な移動部２７と、移動部２７を移動させるための駆動部２８を備えている。駆動部２８はボールスクリュー２８ａとステッピングモータからなる電動モータ２８ｂとで構成され、電動モータ２８ｂの駆動によってボールスクリュー２８ａが軸線回りに回転する。また、移動部２７には、ボールスクリュー２８ａと螺合するねじ穴が設けられており、ボールスクリュー２８ａを回転させることによって移動部２７は左右に移動する。
【００１７】
そして、移動部２７の前端には、昇降装置２９を介して板状の支持アーム２４が連結されている。支持アーム２４の前部には、上下に貫通する穴が設けられ、この穴にリング状のフローティング座２４ａが取り付けられている。このフローティング座２４ａは、図３に示すように、外周上端部がフランジ状に形成されて、支持アーム２４の穴の上端縁部に係合でき、外周下部側が前記穴を挿通できる大きさに設定されている。したがって、フローティング座２４ａは、外周上端部を支持アーム２４の穴の上端縁部に係合させることにより支持アーム２４に取り付けることができ、持ち上げることにより支持アーム２４から取り外すことができる。
【００１８】
また、モールド２５は、円筒状の本体２５ａと略円板状の底部２５ｂとで構成されている。底部２５ｂは、上面に凸部が設けられており、この凸部を本体２５ａの下端の開口縁部に係合させることにより、本体２５ａに着脱可能に組み付けられている。また、底部２５ｂの下面には、フローティング座２４ａの上端部に係合できる凹部が設けられており、この凹部をフローティング座２４ａに係合させることによりモールド２５は、支持アーム２４上の所定位置に位置決めされる。
【００１９】
また、モールド２５は、電動モータ２８ｂの駆動による移動部２７の移動に従って、左右に往復移動し、昇降装置２９の駆動により支持アーム２４とともに上下移動する。したがって、支持アーム２４が、電子天秤装置２２における設置台２２ｂの上方から下降してフローティング座２４ａの下端部が電子天秤装置２２の設置台２２ｂに達すると、フローティング座２４ａは、モールド２５とともに、設置台２２ｂの上面に置かれ、支持アーム２４の支持から解放される。これによって、電子天秤装置２２によるモールド２５とフローティング座２４ａの合計重量の計測が行われる。
【００２０】
材料供給装置３０は、材料充填装置２０のモールド２５に材料、例えば箔片材料を供給するためのもので、ベース１０の上面における他端側に設置されている。この材料供給装置３０は、ベース１０の上面に固定された支持台３１と、支持台３１の上面に設けられたリニアフィーダ３２と、リニアフィーダ３２の上面に設けられ先端がモールド２５の上方に延びた本発明の搬送路である四角樋状のシュート３３とで構成されている。
【００２１】
リニアフィーダ３２は振動を発生する装置からなっており、駆動によりシュート３３を小刻みに振動させる。これによって、シュート３３は、図１に矢印で示したように、左上と右下の方向に振動し、供給される箔片材料をシュート３３の上流側（図１の右側）から下流端（図１の左側）に搬送する。シュート３３は、上流端の上部にホッパー状の材料供給部３４が設けられ、下流端側における下面には、網状の篩３５（図４参照）が設けられている。そして、篩３５の下方には、篩３５から落下してくる微小箔片材料を受けるための材料受け３６が取り付けられている。
【００２２】
シュート３３の下流端部は、材料充填装置２０におけるモールド２５の開口上方に位置して、シュート３３の下流端から落下する箔片材料はモールド２５内に入るように設定されている。また、材料充填装置２０の移動装置２３は、モールド２５が、シュート３３から落下する箔片材料を受け取れる位置でモールド２５を左右に往復移動させる。この場合、モールド２５内に供給される箔片材料は、篩３５の上面を通過して、シュート３３の下流端まで搬送される所定大きさ以上の箔片材料だけである。
【００２３】
飛散防止装置４０は、材料供給装置３０のシュート３３から材料充填装置２０のモールド２５に供給される箔片材料の飛散を防止して、箔片材料をモールド２５内にガイドするためのもので、ベース１０の上面における一端側に設けられている。飛散防止装置４０は、台部４１と、台部４１の上面から上方に突出した丸棒状の垂直支持軸４２とを備えており、垂直支持軸４２には、円筒状の位置調節部４３が垂直支持軸４２に沿って上下移動可能であるとともに、垂直支持軸４２の軸線回りに回転可能に取り付けられている。
【００２４】
そして、位置調節部４３の他端側部分から水平支持軸４４が、材料供給装置３０におけるシュート３３の下流端部に向って延び、その先端に、水平支持軸４４と同一水平面内に位置して水平支持軸４４と直交する回転軸４４ａが連結されている。そして、その回転軸４４ａに、回転軸４４ａの軸線回りに回転可能な状態でガイド部４５が取り付けられている。このガイド部４５は、回転軸４４ａに連結されて、垂直面内で回転可能な上下角度調節部４５ａと、上下角度調節部４５ａの先端面に取り付けられた邪魔板４５ｂとで構成されている。
【００２５】
したがって、邪魔板４５ｂは、位置調節部４３の位置調節により、高さおよび水平面内での角度を調節でき、上下角度調節４５ａの調節により、上下方向の角度を調節することができる。また、材料積層装置Ａには、前述した各装置等の他に、コンピュータ装置を備えた電気制御装置および光電センサ５１ａ，５１ｂ（図４参照）が設けられている。そして、この電気制御装置の制御により、材料充填装置２０および材料供給装置３０は連動して駆動する。また、この材料積層装置Ａは、グローブボックス（図示せず）内に設置されて、真空中または不活性ガス中で操作が行えるようになっている。
【００２６】
つぎに、以上のように構成した材料積層装置Ａを用いて、箔片材料の層をモールド２５内に形成する方法について説明する。この箔片材料は、例えば、熱電素子に用いられるＰ型半導体素子やＮ型半導体素子を成形するために用いられる例えば、ＢｉＴｅ系の合金材料で構成されており、この装置は、各箔片材料が、３ｍｍメッシュの篩を通過でき、１ｍｍメッシュの篩を通過できない大きさになるように設定されている。
【００２７】
層の形成に際しては、まず、邪魔板４５ｂが適当な位置および角度になるように飛散防止装置４０を調節するとともに、材料供給装置３０の材料供給部３４に、箔片材料を入れて、材料積層装置Ａの電源スイッチをオンにする。これによって、材料積層装置Ａが備える各装置が作動を開始する。材料供給装置３０においては、材料供給部３４の下端部から、順次シュート３３の上流端部に箔片材料が供給される。
【００２８】
シュート３３の上流端に供給された箔片材料は、リニアフィーダ３２の駆動によりシュート３３の下流端に搬送される。この場合、リニアフィーダ３２の駆動によって、シュート３３が、箔片材料を斜め上方に弾くように振動するため、箔片材料はシュート３３の搬送面に沿って一列に並んで弾かれながらシュート３３の下流側に搬送されていく。そして、箔片材料が、シュート３３の篩３５に到達すると、箔片材料のうちの微小なものは、篩３５の各穴を通って材料受け３６内に落下していく。この篩３５のメッシュは、例えば、１ｍｍに設定され、成形後に接触物に削られる等して微細化した箔片材料は材料受け３６に回収される。
【００２９】
また、篩３５の上面を通過して、シュート３３の下流端まで搬送された箔片材料は、シュート３３の下流端から下方のモールド２５に向けて落下していく。この場合、勢いよくシュート３３の下流端から前方に飛び出た箔片材料は、邪魔板４５ｂに衝突してモールド２５に向けて跳ね返される。
【００３０】
この間、材料充填装置２０は、移動装置２３を駆動させることにより、モールド２５を、図４に示した実線部分と二点鎖線部分との間で往復移動させる。この２つの位置の近傍に位置したときのモールド２５は、モールド２５の近傍に設けられたそれぞれ発光子と受光子とからなる一対の光電センサ５１ａ，５１ｂによって検出され、各光電センサ５１ａ，５１ｂがモールド２５を検出する間は、電気制御装置の制御によってリニアフィーダ３２の駆動が止められ、シュート３３からの箔片材料の供給が停止される。
【００３１】
その光電センサ５１ａ，５１ｂの検出位置の設定は、図５に示したグラフに基づいて決定される。すなわち、モールド２５が往復移動する際の一方から他方への一回の移動における速度と時間の関係は、図示の線ａのように、まず、時間の経過とともに速度が上昇し、時間ｂの経過から時間ｃの経過までは一定の速度になる。そして、モールド２５が反転位置に達すると速度は「０」になる。また、モールド２５が逆方向に移動する際も速度と時間の関係は同様の変化となる。
【００３２】
したがって、時間ｂと時間ｃの間に相当する時間にだけシュート３３からモールド２５内に箔片材料が落下するように、モールド２５の移動幅に対する光電センサ５１ａ，５１ｂの検出位置を設定すれば、モールド２５内には均一な状態で箔片材料の層が形成される。
【００３３】
前述したシュート３３からの箔片材料の落下による供給と、モールド２５の往復移動を設定時間続け、モールド２５内に均一な厚みの層が形成されると、箔片材料の供給とモールド２５の往復移動を停止させる。そして、モールド２５が電子天秤装置２２の設置台２２ｂの上方に位置するように支持アーム２４を移動させ、昇降装置２９の駆動によって支持アーム２４を下降させる。これによって、フローティング座２４ａは、図３に二点鎖線で示した部分のように、支持アーム２４から離れ、モールド２５とともに、設置台２２ｂ上に全重量を負荷させる。
【００３４】
フローティング座２４ａと箔片材料が充填されたモールド２５の合計重量を電子天秤装置２２が計測し、計測値から箔片材料の供給量を算出する。箔片材料の供給量が設定値に達していれば、層の形成操作は終了する。また、箔片材料の供給量が不足していれば、昇降装置２９を駆動させて支持アーム２４を上昇させ、フローティング座２４ａを、モールド２５とともに支持アーム２４に係合させる。そして、前述した、シュート３３からの箔片材料の供給とモールド２５を往復移動させる操作を行うことにより、箔片材料の不足分を補充する。この場合の操作は、電子天秤装置２２の計測値に基づいた電気制御装置の制御によって行われる。
【００３５】
モールド２５内に所定量の箔片材料による層が形成されると、モールド２５を支持アーム２４から外して、他の装置でホットプレス処理が行われる。ホットプレス処理により、板状に成形された箔片材料は、モールド２５から取出される。この後、必要に応じて熱電特性を向上させるために、押し出し、鍛造などの塑性加工を行って配向性を向上させ、熱電素子が得られる。
【００３６】
このように、この実施形態によれば、モールド２５を左右に往復移動させながら、上方のシュート３３から箔片材料を落下させるため、モールド２５内にはむらのない状態で箔片材料の層が形成される。また、モールド２５が移動する際の移動速度が一定になったときにだけ、モールド２５内に箔片材料が供給されるように設定しているため、箔片材料の層の厚みは全面に亘って均一になるとともに、箔片材料のむだがなくなる。さらに、シュート３３はリニアフィーダ３２の駆動によって、箔片材料を搬送するため、搬送速度や搬送量の調節が容易になり、効率的な箔片材料の搬送が可能になる。
【００３７】
また、シュート３３から落下する箔片材料は、篩３５によって微細なくず状のものが除外された適正な大きさのものだけであるため、粒の揃った良好な箔片材料による層が形成される。さらに、箔片材料がモールド２５内で積み重なる際に、倒れて横長の傾倒姿勢になるため、得られる層の配向性が良好になり密度も高くなる。特に、飛散防止装置４０を用いると、同じ向きで箔片材料を落下させることができるのでばらつきが小さくなる。この結果、優れた熱電素子が得られる。
【００３８】
図６および図７は、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、モールド２５の上面に、リング状の受け皿５２が取り付けられている。この受け皿５２の内径は、モールド２５の開口の直径と略等しく設定され、受け皿５２の外径は、モールド２５の外径よりも大きく設定されている。そして、受け皿５２の内周縁部には、円周に沿った内壁５２ａが形成され、受け皿５２の外周縁部には、円周に沿った外壁５２ｂが形成されている。したがって、受け皿５２に落下する箔片材料は、受け皿５２の上面における内壁５２ａと外壁５２ｂとの間に溜まる。この実施形態のそれ以外の部分の構成については、前述した実施形態と同一である。
【００３９】
このように構成したため、モールド２５内に入らなかった箔片材料は、受け皿５２の上面に落下し、再利用が可能になる。これによって、箔片材料のむだがなくなる。また、モールド２５が往復移動する際の反転位置近傍にあるときに箔片材料の供給を停止させる必要がなくなる。これによって、材料供給装置３０の制御が簡単になる。また、光電センサ５１ａ，５１ｂも不要になる。この場合の重量の測定は、受け皿５２を取り除いた状態で行う。これによって、モールド２５内に充填された箔片材料を正確に計測することができる。それ以外の作用効果については、前述した実施形態と同様である。
【００４０】
以下、本発明の実施例について説明する。以下の各実施例は、本発明にかかる材料積層装置Ａおよび材料積層方法を用いて形成した層を加熱状態でプレス処理して焼結した熱電半導体素子の配向特性を検討した結果を示すものである。
【００４１】
【実施例１】
Ｂｉ１．９Ｓｂ０．１Ｔｅ２．８５Ｓｅ０．１５＋０．０６重量％ＳｂＩ３の原料を溶解して、高速回転する冷却ロールの周面に落下させることにより、急冷して箔片化した。そして、得られた箔片材料を、材料積層装置Ａを用いてモールド２５内に積層した。この場合のリニアフィーダ３２の加振周波数は４６Ｈｚに設定し、電圧は１７３Ｖに設定した。また、箔片材料の大きさは、上メッシュが３ｍｍで、下メッシュが１ｍｍとした。そして、形成された箔片材料の層を、４５０℃の温度に加熱した状態で、０．３ｔｏｎｆ／ｃｍ２の圧力を３０分間付加した。これによって、Ｎ型熱電半導体素子が得られた。
【００４２】
そして、このＮ型熱電半導体素子の比抵抗比を測定した。比抵抗は、電気抵抗の比率を示すものであり、層を形成する各箔片材料の姿勢が縦横に均等にばらついている場合は、加圧方向の電気抵抗と加圧方向に直交する方向の電気抵抗は等しくなるため、加圧方向の抵抗比と加圧方向に直交する方向の抵抗比がともに「１」となる。このため、加圧方向の抵抗比と加圧方向に直交する方向の抵抗比との比率を表す比抵抗比も「１」となる。
【００４３】
したがって、各箔片材料が一定の姿勢となって、加圧方向の抵抗比と加圧方向に直交する方向の抵抗比の値に差がでるほど比抵抗比の値は大きくなる。そして、比抵抗比の値が大きいほど配向性が良好な優れたＮ型熱電半導体素子となる。前述したＮ型熱電半導体素子の比抵抗比を測定した結果、プレスによる加圧方向の抵抗比が０．９８で、加圧方向に直交する方向の抵抗比が１．５８となり、比抵抗比は１．６１であった。
【００４４】
また、前記実施例で用いた箔片材料を、材料積層装置Ａを用いず、手で篩にかけながらモールド２５内に充填し、前述した実施例と同一条件で焼結し、得られたＮ型熱電半導体素子の比抵抗比を測定した。その結果、このＮ型熱電半導体素子においては、プレスによる加圧方向の抵抗比が１．０９で、加圧方向に直交する方向の抵抗比が１．３５となり、比対向比は１．２４であった。この結果からも本発明による効果が明らかである。
【００４５】
【実施例２】
Ｂｉ０．５Ｓｂ１．５Ｔｅ３＋４重量％Ｔｅの原料を用い、プレス時の加熱温度を３５０℃に設定した以外の条件は実施例１と同一にして、Ｐ型熱電半導体素子を得た。そして、このＰ型熱電半導体素子の比抵抗比を測定した結果、加圧方向の抵抗比が０．９７で、加圧方向に直交する方向の抵抗比が１．３１となり、比対向比は１．３５であった。
【００４６】
また、このＰ型熱電半導体素子成形用の箔片材料を、材料積層装置Ａを用いず、手で篩にかけながらモールド２５内に充填したのち実施例２と同一条件で焼結して得られたＰ型熱電半導体素子の比抵抗比を測定した。その結果、このＰ型熱電半導体素子においては、加圧方向の抵抗比が１．０８で、加圧方向に直交する方向の抵抗比が１．２５となり、比対向比は１．１６であった。このようにして得られた両Ｐ型熱電半導体素子の比抵抗比からも本発明によって得られたＰ型熱電半導体素子が優れたものであることが分かる。
【００４７】
前述した実施形態および実施例においては、Ｎ型熱電半導体素子やＰ型熱電半導体素子を成形するための箔片材料としているが、本発明は、これに限らず、他の熱電材料や磁性体材料の箔片もしくは粉末材料の層を形成する場合にも利用できる。すなわち、均一にモールド内に充填するための球状粉末、その他の粉末材料、箔片材料、とりわけ、姿勢を一定の傾倒状態にして積層するための箔片材料であればどのようなものでも利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による材料積層装置を示す正面図である。
【図２】図１の材料積層装置が備える材料充填装置を示す平面図である。
【図３】支持アームへのモールドの取付け状態を示す正面図である。
【図４】シュートから箔片材料をモールドに供給する際のモールドの移動範囲を示す平面図である。
【図５】モールドが往復移動する際の速度と時間の関係を示すグラフである。
【図６】本発明の他の実施形態が備える受け皿をモールドに取り付けた状態を示す平面図である。
【図７】図６の縦断面図である。
【符号の説明】
Ａ…材料積層装置、２０…材料充填装置、２３…移動装置、２４…支持アーム、２５…モールド、２６…レール、２７…移動部、２８…駆動部、２８ａ…ボールスクリュー、２８ｂ…電動モータ、３０…材料供給装置、３２…リニアフィーダ、３３…シュート、３５…篩、４０…飛散防止装置、４５ｂ…邪魔板。
【図１】
2004031873.tif 000003
【図２】
2004031873.tif 000004
【図３】
2004031873.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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