(57)【要約】【課題】より大きな曲率の曲面にも接続できる熱電モジュールを提供する。【解決手段】熱電モジュール６は、一対の基板７と、基板７の間に配接される複数の熱電素子２と、基板７上に間隔を空けて設けられた熱電素子２を連結する電極３とからなり、基板７の少なくとも電極が配接されていない部分に弛み部分８を設けたので、基板７が伸び、曲率の大きな曲面にも接続できるようになる。また、縮もうとする応力が小さいので熱電素子２や電極３の剥離を防ぐことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸縮可能にした熱電モジュール。
【請求項２】
一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸びるようにした熱電モジュール。
【請求項３】
一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分に弛み部分を設けた熱電モジュール。
【請求項４】
一対の基板と、一対の基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分にスリットを入れた熱電モジュール。
【請求項５】
基板の弛み部分は折り込まれている請求項３に記載の熱電モジュール。
【請求項６】
一対の基板と、一対の基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板を伸ばすことができ、伸びた形状を維持できる材料からなる熱電モジュール。
【請求項７】
基板にプラスチック材料を用いた請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の熱電モジュール。
【請求項８】
プラスチック材料がＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥのいずれかからなる請求項７に記載の熱電モジュール。
【請求項９】
基板にゴム系材料を用いた請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の熱電モジュール。
【請求項１０】
ゴム系材料がシリコンゴム、フッ素ゴム、ＮＢＲのいずれかからなる請求項９に記載の熱電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果を有する熱電モジュールに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、フロンガスの大気放出によるオゾン層破壊や温暖化が地球的な問題となり、フロンガスを使用しない冷温機の開発が急がれている。そしてフロンガスを使用しない方式の一つとして、熱電素子を用いた熱電モジュールが注目されている。
【０００３】
ここで熱電モジュールとは、ペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）モジュール、サーモモジュール又は熱電素子として知られているものであり、二つの伝熱面を有し、電流を流すことにより一方の伝熱面が加熱され、他方の伝熱面が冷却される機能を持つ部材である。すなわち熱電モジュールでは、一方の面が放熱面として機能し、他方が吸熱面として機能する。
【０００４】
従来の熱電モジュールとしては、特許文献１に示されているものがある。
【０００５】
以下図面を参照しながら上記従来例の熱電モジュールを説明する。
【０００６】
図４は、従来の熱電モジュールの概略側面図である。図４に示すように、シリコンゴムなどからなる一対の可撓性及び弾力性をもつ絶縁基板１と、この絶縁基板１の間に配接される複数の熱電素子２と、絶縁基板１上に間隔を空けて形成された電極３と、熱電素子２と電極３とを接合する接合部材４と、モジュール内部への水の侵入を防ぐシール部材５とから、熱電モジュール６が構成されている。
【０００７】
以上のように構成された従来の熱電モジュールについて、以下その動作を説明する。
【０００８】
熱電モジュール６の絶縁基板１は、可撓性及び弾力性をもつ材料で製作しているので、被接触物の表面及び熱電モジュール６の面粗度を精度良く加工することなく、互いに密着できる効果が得られる。また、被接触物の形状に合わせて容易に変形させて密着させることができる効果が得られる。よって、熱伝達率を高くできる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平９−１８１３６１号公報
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成は、絶縁基板１を曲面の被接触物に密着させた場合、被接触物と密着する側の絶縁基板１より、被接触物と密着しない側の絶縁基板１が長手方向により大きく引き延ばせられるが、絶縁基板１がそれに対応できない問題があった。また、無理して曲面に密着させれば応力によって熱電素子２が割れたり、熱電素子２が電極３から、または電極３が絶縁基板１から剥離してしまう問題があった。
【００１１】
本発明は従来の課題を解決するもので、より大きな曲率の曲面にも接続できる熱電モジュールを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の発明は、一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸縮可能にした熱電モジュールであり、基板の少なくとも電極が配接されていない部分が伸縮可能なので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１３】
本発明の請求項２に記載の発明は、一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸びるようにした熱電モジュールであり、基板の少なくとも電極が配接されていない部分が伸びるので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１４】
本発明の請求項３に記載の発明は、一対の基板と、この基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分に弛み部分を設けた熱電モジュールであり、基板の少なくとも電極が配接されていない部分に弛み部分が設けられているので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１５】
本発明の請求項４に記載の発明は、一対の基板と、一対の基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板の少なくとも電極が配接されていない部分にスリットを入れた熱電モジュールであり、基板の少なくとも電極が配接されていない部分にスリットが入っており、スリットがあることにより基板に伸縮性がでて、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１６】
本発明の請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明における基板の弛み部分が折り込まれている熱電モジュールであり、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１７】
本発明の請求項６に記載の発明は、一対の基板と、一対の基板の間に配接される複数の熱電素子と、基板上に間隔を空けて設けられた熱電素子を連結する電極とからなり、前記基板を伸ばすことができ、伸びた形状を維持できる材料からなる熱電モジュールであり、伸ばすことができ、伸びた形状を維持できる材料で基板を構成したので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。
【００１８】
本発明の請求項７に記載の発明は、請求項２から請求項６のいずれか一項に記載の発明における基板に、プラスチック材料を用いた熱電モジュールであり、プラスチック材料からなる薄い基板を用いることで引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００１９】
本発明の請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明におけるプラスチック材料が、ＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥのいずれかからなる熱電モジュールであり、これらの材料からなる薄い基板を用いることで引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００２０】
本発明の請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の発明における基板に、ゴム系材料を用いた熱電モジュールであり、ゴム系材料からなる薄い基板を用いることで引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、伸縮性があるので一度伸ばしても元の形状に戻り再使用することができる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００２１】
本発明の請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明におけるゴム系材料が、シリコンゴム、フッ素ゴム、ＮＢＲのいずれかからなる熱電モジュールであり、これらの材料からなる薄い基板を用いることで引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、伸縮性があるので一度伸ばしても元の形状に戻り再使用することができる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による熱電モジュールの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、従来と同一構成については、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２３】
（実施の形態１）
図１は、本発明による熱電モジュールの実施の形態１の概略側面図である。
【００２４】
図１において、熱電モジュール６の絶縁性の基板７は、好ましくはフレキシブル基板であり、ゴム系材料などからなる基板があげられる。ゴム系材料としてフッ素ゴムやシリコンゴム、ＮＢＲなどが耐熱性の面から好ましい。なお、本実施の形態では、基板７上の電極３の配設されていない部分に弛み部分８を設けている。弛み部分８は、好ましくは折り込まれている。
【００２５】
以上のように構成された熱電モジュール６では、基板７上に設けられた弛み部分８が伸びるので曲面などに熱電モジュール６を接続する際に必要な基板７の伸びを得られる。また、基板７を伸ばしても縮もうとする力は小さいので応力による熱電素子２や電極３の剥離を減少させる作用を有する。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００２６】
以上のように本実施の形態１の熱電モジュールは、基板７と、基板７の間に配接される複数の熱電素子２と、基板７上に間隔を空けて設けられた熱電素子２を連結する電極３とからなり、基板７の少なくとも電極３が配接されていない部分に弛み部分８を設けたのでより曲率の大きな曲面にも接続できるようになる。また、基板７は伸びるが縮もうとする応力は小さいので熱電素子２や電極３の剥離を抑える効果を有する。また、弛み部分８を折り込んでいるので熱伝達を阻害することを低減している。
【００２７】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２による熱電モジュールの平面図である。
【００２８】
図２において、熱電モジュール６の絶縁性の基板７は、好ましくはフレキシブル基板であり、ゴム系材料などからなる基板があげられる。ゴム系材料としてフッ素ゴムやシリコンゴム、ＮＢＲなどが耐熱性の面から好ましい。なお、本実施の形態では、基板７上の電極３の配設されていない部分にスリット９を設けている。スリット９は、好ましくは基板７の伸ばす方向と垂直になるように設けられる。
【００２９】
以上のように構成された熱電モジュール６では、曲面などに熱電モジュール６を接続する際に必要な基板７の伸びを、基板７にスリット９を入れることで得ている。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００３０】
以上のように本実施の形態２の熱電モジュール６は、基板７と、基板７の間に配接される複数の熱電素子２と、基板７上に間隔を空けて設けられた熱電素子２を連結する電極３とからなり、基板７の少なくとも電極３が配接されていない部分にスリット９を入れたので、より曲率の大きな曲面にも接続できるようになる。また、基板７は伸びるが縮もうとする応力は小さいので熱電素子２や電極３の剥離を抑える効果を有する。
【００３１】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３による熱電モジュールの基板を伸ばした状態を示す概略側面図である。
【００３２】
図３において、熱電モジュール６は薄く形成されたプラスチック基板１０を有する。プラスチック基板１０は、好ましくはＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥのいずれかから構成されている。
【００３３】
以上のように構成された熱電モジュール６は、薄く形成されたプラスチック基板１０であるのでプラスチック基板１０が伸び、伸びた状態を維持できる。よって曲面などに熱電モジュール６を接続する際に必要なプラスチック基板１０の伸びを得られる作用を有する。また、プラスチック基板１０を伸ばしても縮もうとしないので応力による熱電素子２や電極３の剥離を減少させることができる。また、加工性にも優れるので実地の形態１、２のようにプラスチック基板１０に弛み部分やスリットを入れることも容易になる。
【００３４】
以上のように本実施の形態３の熱電モジュールは、プラスチック基板１０と、プラスチック基板１０の間に配設される熱電素子２と、プラスチック基板１０上に間隔を空けて設けられた熱電素子２を連結する電極３とからなり、薄く形成されたプラスチック基板１０からなるので、より曲率の大きな曲面に接続できるようになる。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１に記載の発明は、基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸縮可能にしたので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、曲率の大きい曲面への接続が可能となる。また、基板の少なくとも電極が配接されていない部分が伸縮性なので基板の大きさが元に戻り、熱電モジュールを一度剥がして異なる接触面に繰り返し使用することができる。また、基板が伸縮するので熱応力に強くなるという効果も得られる。
【００３６】
また、請求項２に記載の発明は、基板の少なくとも電極が配接されていない部分を伸びるようにしたので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、曲率の大きい曲面への接続が可能となる。また、基板は伸びるが縮まないので縮もうとする応力がかからず、素子や電極の剥離を抑える効果を有する。また、基板が伸びるので熱応力に強くなるという効果も得られる。
【００３７】
また、請求項３に記載の発明は、基板の少なくとも電極が配接されていない部分に弛み部分を設けたので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、曲率の大きい曲面への接続が可能となる。また、基板は伸びるが縮もうとする応力は小さいので素子や電極の剥離を抑える効果を有する。また、基板弛み部をもっているので熱応力に強くなるという効果も得られる。
【００３８】
また、請求項４に記載の発明は、基板の少なくとも電極が配接されていない部分にスリットを入れたので基板に伸縮性がでて、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、曲率の大きい曲面への接続が可能となる。また、スリットをもっているので伸縮性があり、熱応力に強くなるという効果も得られる。
【００３９】
また、請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明における基板の弛み部分を折り込んだことにより、請求項３に記載の発明の効果に加え、基板を伸ばしていない状態でもコンパクトに収まる効果が得られ、熱伝達を阻害することがない。
【００４０】
また、請求項６に記載の発明は、基板を伸ばすことができ、伸びた形状を維持できる材料からなるので、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、基板が縮むことによる応力がかからないので素子や電極の剥離を抑える効果を有する。
【００４１】
また、請求項７に記載の発明は、請求項２から請求項６に記載の発明における基板にプラスチック材料を用いたので、薄くすると基板が伸び、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られ、基板が縮むことによる応力がかからないので素子や電極の剥離を抑える効果を有する。また、加工性にも優れているので基板に弛み部分やスリットを形成し易い。
【００４２】
また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明におけるプラスチック材料をＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＰＣＴＦＥのいずれかとしており、これらの材料からなる薄い基板を用いることで、引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる作用を有する。また、熱応力に強くなる作用も有する。また、加工性にも優れているので基板に弛み部分やスリットを形成し易い。
【００４３】
また、請求項９に記載の発明は、請求項１から請求項５に記載の発明における基板にゴム系材料を用いたので、薄い基板にすると引っ張ったときに伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、伸縮性があるので一度伸ばしても元の形状に戻り再使用することができる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【００４４】
また、請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の発明におけるゴム系材料をシリコンゴム、フッ素ゴム、ＮＢＲのいずれかとしており、これらの材料からなる薄い基板を用いることで、引っ張られると伸びを生じさせることができ、曲面などに熱電モジュールを接続する際に必要な基板の伸びを得られる。また、伸縮性があるので一度伸ばしても元の形状に戻り再使用することができる。また、熱応力に強くなる作用も有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による熱電モジュールの実施の形態１の概略側面図
【図２】本発明による熱電モジュールの実施の形態２の平面図
【図３】本発明による熱電モジュールの実施の形態３の基板を伸ばした状態を示す概略側面図
【図４】従来の熱電モジュールの概略側面図
【符号の説明】
２    熱電素子
３    電極
６    熱電モジュール
７    基板
８    弛み部分
９    スリット
１０  プラスチック基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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