(57)【要約】【課題】絶縁基板に生じる反りを少なくすることにより、耐久性を向上させることのできる熱電モジュールを提供すること。【解決手段】対向させて配置した下基板１１と上基板１２における対向する両面にそれぞれ下部電極１３と上部電極１４とを設け、その下部電極１３と上部電極１４とにそれぞれ熱電素子１５の端面を固定することにより熱電モジュール１０を形成した。そして、各下部電極１３と上部電極１４との縦横の方向を適宜変更して、縦方向に形成される電極１３等の数と、横方向に形成される電極１３等の数とに所定値以上の差が生じないようにした。また、縦または横に配置された電極１３等のうちの数の少ない方向に形成された電極数を、数の多い方向に形成された電極数で除して求めた電極縦横数比率値の平均値が０．３以上になるようにした。【選択図】  図３
2004200270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向させて配置した一対の四角板状の絶縁基板における対向する両面の所定箇所に長方形の電極を複数個形成し、前記対向する電極の所定の部分にそれぞれ熱電素子の端面を固定して構成される熱電モジュールにおいて、
前記一対の絶縁基板に形成される電極の縦横の方向を適宜変更して、縦方向に形成される電極の数と、横方向に形成される電極の数とに所定値以上の差が生じないようにしたことを特徴とする熱電モジュール。
【請求項２】
対向させて配置した一対の四角板状の絶縁基板における対向する両面の所定箇所に長方形の電極を複数個形成し、前記対向する電極の所定の部分にそれぞれ熱電素子の端面を固定して構成される熱電モジュールにおいて、
前記一対の絶縁基板に形成される各電極群における電極の方向を縦方向または横方向にし、前記縦方向または横方向に配置された電極のうちの数の少ない方向に形成された電極数を、数の多い方向に形成された電極数で除して求めた各電極群の電極縦横数比率値の平均値が０．３以上になるようにしたことを特徴とする熱電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電変換を行うための熱電モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、熱電変換の一つであるペルチェ効果を利用して熱変換を行う熱電モジュールが加熱・冷却装置等に用いられている（例えば、特許文献１参照）。この熱電モジュールは、窒化アルミや酸化アルミ等からなる一対の絶縁基板における相対向する内側の面の所定箇所に複数の銅パターンからなる電極を形成し、この相対向する電極にそれぞれ熱電素子の上下の端面をハンダ付けすることにより、一対の絶縁基板間に複数の熱電素子を固定して構成されている。そして、この場合の電極は、長方形に形成され、電極の一方の端部にＮ型熱電素子が取り付けられると、他方の端部にはＰ型熱電素子が取り付けられて各電極にそれぞれ一対の熱電素子が取り付けられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−１６４９４５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前述した熱電モジュールでは、一対の絶縁基板のうちの一方の絶縁基板は加熱によって膨張し、他方の絶縁基板は冷却によって収縮する。また、加熱側と冷却側とを変更すると、一方の絶縁基板は冷却されて収縮し、他方の絶縁基板は加熱されて膨張する。このため、熱電モジュールの各絶縁基板は、加熱されたり冷却されたりして、大きな温度サイクルが与えられる。この温度サイクルにより絶縁基板に反りが生じることがある。
【０００５】
また、絶縁基板に生じる反りの方向や量は、電極の配置によって大きな影響を受ける。この反りは、電極を構成する銅パターンの熱膨張係数が絶縁基板を構成する窒化アルミ等の熱膨張係数よりも大きいことから生じるものである。すなわち、加熱された際に、絶縁基板における電極が取り付けられた面が、他方の面よりもより多く膨張するため、絶縁基板は電極側の面を延ばすようにして湾曲する。また、その反りの量は、絶縁基板における電極の長手方向に沿った方向は大きく、電極の長手方向に直交する方向は小さくなる。そして、この反りの発生により、熱電モジュールの耐久性が低下す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、絶縁基板に生じる反りを少なくすることにより、耐久性を向上させることのできる熱電モジュールを提供することである。
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明にかかる熱電モジュールの構成上の特徴は、対向させて配置した一対の四角板状の絶縁基板における対向する両面の所定箇所に長方形の電極を複数個形成し、対向する電極の所定の部分にそれぞれ熱電素子の端面を固定して構成される熱電モジュールにおいて、一対の絶縁基板に形成される電極の縦横の方向を適宜変更して、縦方向に形成される電極の数と、横方向に形成される電極の数とに所定値以上の差が生じないようにしたことにある。
【０００８】
本発明の熱電モジュールでは、各絶縁基板に形成される電極の縦横の向きを一定にせずに適宜変えて、縦方向に形成される電極の数と、横方向に形成される電極の数とに所定値以上の差が生じないようにしている。したがって、絶縁基板における縦方向の反りと横方向の反りとが平均化されて、結果として絶縁基板の全体の反り量は小さくなる。この場合の絶縁基板の縦横の方向は、電極が取り付けられる面の所定の方向を基準として設定する。例えば、熱電モジュールと電源を接続するためのリード線が接続された部分を前方として、前後方向を縦方向とし、左右方向を横方向とする等である
【０００９】
また、所定値は、絶縁基板の形状や熱電素子の個数、配置等に応じて適宜設定することができる。ただし、最も好ましいことは、縦方向に形成される電極の数と、横方向に形成される電極との数が同数またはそれに近い数になり、双方の値に差が生じないか、または差が最小限になっていることである。
【００１０】
また、本発明にかかる熱電モジュールの他の構成上の特徴は、対向させて配置した一対の四角板状の絶縁基板における対向する両面の所定箇所に長方形の電極を複数個形成し、対向する電極の所定の部分にそれぞれ熱電素子の端面を固定して構成される熱電モジュールにおいて、一対の絶縁基板に形成される各電極群における電極の方向を縦方向または横方向にし、縦方向または横方向に配置された電極のうちの数の少ない方向に形成された電極数を、数の多い方向に形成された電極数で除して求めた各電極群の電極縦横数比率値の平均値が０．３以上になるようにしたことにある。
【００１１】
この熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、実験によってより好ましい値を求めたものであり、数の少ない方向の電極数を、数の多い方向の電極数で割算した電極縦横数比率値が０．３以上である場合に、熱電モジュールの耐久性は明らかに向上したことが認められた。この場合、一対の絶縁基板のうちの一方の絶縁基板に形成された電極の電極縦横数比率値が０．３以下であっても双方の絶縁基板に形成された電極の電極縦横数比率値の平均値が０．３以上であれば、熱電モジュールの耐久性は向上する。
【００１２】
【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および図２は、本実施形態による熱電モジュール１０を示している。熱電モジュール１０は、アルミナからなる四角板状の下基板１１と上基板１２とからなる一対の絶縁基板を備えている。そして、下基板１１の上面に一定間隔を保って複数の銅パターンからなる厚肉の下部電極１３が取り付けられ、上基板１２の下面に一定間隔を保って複数の銅パターンからなる厚肉の上部電極１４が取り付けられている。なお、これらの電極１３，１４となっている銅パターンの表面には、ニッケルメッキまたはニッケルメッキと金メッキが施されてもよい。
【００１３】
そして、直方体に形成されたビスマス・テルル系の合金からなる複数の熱電素子１５が、それぞれ下端面を下部電極１３の長手方向の端部のうちの所定部分にハンダ付けにより固定され、上端面を上部電極１４の長手方向の端部のうちの所定部分にハンダ付けにより固定されて下基板１１と上基板１２を一体的に連結している。また、下基板１１の下面および上基板１２の上面には、それぞれ薄肉シート状の銅パターンからなるメタライズ層１６，１７が設けられている。なお、これらのメタライズ層１６，１７となっている銅パターンの表面には、ニッケルメッキまたはニッケルメッキと金メッキが施されてもよい。
【００１４】
図３は、下部電極１３と熱電素子１５とが取り付けられた下基板１１を上方から見た状態を示しており、図示のように、各下部電極１３は長方形に形成されている。また、下部電極１３は全部で２９個設けられており、そのうちの１６個が縦方向（下基板１１の長手方向）に向けて形成され、１３個が横方向に向けて形成されている。そして、２９個の下部電極１３は、下基板１１の縦方向の中心線（図示せず）を挟んで左右対称に、かつ縦方向に配置された下部電極１３と横方向に配置された下部電極１３とを適当に分散させた状態で、下基板１１上に形成されている。
【００１５】
下基板１１の四隅の角のうちの後端側（図示の上側）の２箇所には、下部電極１３は形成されてなく、したがって、熱電素子１５も設けられていない。また、四隅の角のうちの残りの２個所に設けられた下部電極１３の外側の端部には、それぞれリード線１８ａ，１８ｂが取り付けられ、外部から通電可能になっている。そして、下基板１１の前端側の角部に取り付けられた２個の下部電極１３の内側の端部には、それぞれ１個の熱電素子１５の下端面が接合され、その他の下部電極１３には、それぞれ２個の熱電素子１５の下端面が接合されている。また、この２９個の熱電素子１５は、縦横の列が全て直線状になるようにして格子状に配列されている。
【００１６】
図４は、上部電極１４と熱電素子１５とが取り付けられた上基板１２を上方から見た状態を示しており、上部電極１４は、すべて下部電極１３と同形の長方形に形成されている。上部電極１４は全部で２８個設けられており、そのうちの２０個が縦方向に形成され、８個が横方向に形成されている。そして、各上部電極１４は、それぞれ下部電極１３に対して熱電素子１５の略１個分に等しい距離をずらして上基板１２の下面に取り付けられている。また、熱電素子１５の上端面は、各熱電素子１５、下部電極１３および上部電極１４が直列に接続されるようにして、各上部電極１４に２個づつ接合されている。
【００１７】
すなわち、図３における熱電素子１５ａ，１５ｂの上端面が、上部電極１４ａに接合され、つぎの熱電素子１５ｃ，１５ｄの上端面が、上部電極１４ｂに接合されるといったようにして順次、各熱電素子１５が下部電極１３と上部電極１４とに接合されている。この熱電モジュール１０に電流を流した際の電流の流れを、図３に線ａで示している。図３に示した線ａにおける下部電極１３のない部分は、上部電極１４を通っている部分を示している。
【００１８】
熱電素子１５（熱電素子１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄを含む。）は、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とで構成されており、Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とが交互に配置されている。また、各下部電極１３および上部電極１４には、それぞれＰ型熱電素子とＮ型熱電素子との一対の熱電素子１５が取り付けられている。Ｐ型熱電素子とＮ型熱電素子とは、ともにビスマス、テルルを含む合金で構成されているが、若干異なる組成からなっている。
【００１９】
また、熱電モジュール１０を構成する各部分の寸法は、以下のように設定されている。下基板１１と上基板１２は、ともに、縦方向の長さが１０ｍｍ、横方向の長さが６ｍｍ、厚みが０．３ｍｍに設定されている。下部電極１３と上部電極１４は、ともに縦方向の長さが１．８ｍｍ、横方向の長さが０．８ｍｍ、厚みが６０μｍに設定され、メタライズ層１６，１７は、ともに縦方向の長さが９．６ｍｍ、横方向の長さが５．６ｍｍ、厚みが５μｍに設定されている。また、熱電素子１５は、縦横の長さがともに、０．６５ｍｍに設定され、高さが０．８ｍｍに設定されている。また、接着に用いたハンダとしては、重量比が９５％の錫と５％のアンチモンからなり、融点が２３５℃の合金を用いた。
【００２０】
つぎに、以上のように構成した熱電モジュール１０を実施例１として、この熱電モジュール１０と、図５および図６に示した比較例１による熱電モジュールとに対してパワーサイクルテストを行った結果について説明する。図５は、下部電極２３と熱電素子２５とが取り付けられた下基板２１を上方から見た状態を示している。この熱電モジュールにおいては、３０個の下部電極２３が形成されており、その３０個の下部電極２３が全て縦方向に向けられている。すなわち、下基板２１の上面において横方向に６列並べられた下部電極２３の各列に５個づつの下部電極２３が縦方向に並んで設けられている。
【００２１】
また、図６は、上部電極２４と熱電素子２５とが取り付けられた上基板２２を上方から見た状態を示しており、上基板２２の下面には、２９個の上部電極２４が形成されている。２９個の上部電極２４のうちの２４個が縦方向に形成され、５個が横方向に形成されている。すなわち、上基板２２の前端部の中央に２個の上部電極２４が横方向に並んで設けられ、上基板２２の後端部に３個の上部電極２４が横方向に並んで設けられている。そして、その間に、上基板２２の横方向に６列並べられた上部電極２４の各列に４個づつの上部電極２４が縦方向に並んで設けられている。
【００２２】
また、リード線２８ａ，２８ｂが接続された２個の下部電極２３には、熱電素子２５は１個だけ接合され、それ以外の下部電極２３および上部電極２４には、それぞれ２個の熱電素子２５の下端面または上端面が接合されている。線ｂは電流の流れを示している。また、比較例１による熱電モジュールの各部分の寸法は、上部電極および下部電極の配列以外は、すべて熱電モジュール１０を構成する各部分と同一にした。
【００２３】
パワーサイクルテストは、実施例１および比較例１の熱電モジュールを、表面にグリスを塗布した銅製の台部上に設置し、台部の温度を加熱装置の加熱制御によって８０℃に保持した状態で行った。そして、その際、各熱電モジュールに、熱電モジュールの最大電流（２．５アンペア）を、１．５分間流したのちに、４．５分間停止させる操作を、２万回繰り返し、そのパワーサイクルテストの前後での熱電モジュールの電気抵抗変化率を比較した。
【００２４】
その結果、実施例１の熱電モジュール１０の電気抵抗変化率が、２．３％であったのに対し、比較例１の熱電モジュールの電気抵抗変化率は、４．４％であった。なお、熱電モジュール１０等の電気抵抗は、初期の段階から、使用や高温加熱等による劣化にしたがって高くなるように変化していく。したがって、長時間の使用によっても、電気抵抗に変化が生じない、または変化の少ない熱電モジュールほど耐久性の優れたものである。
【００２５】
この結果から、全ての下部電極２３を縦方向に配置するとともに、殆ど（２９個のうちの２４個）の上部電極２４を縦方向に配置した比較例１の熱電モジュールよりも、下部電極１３と上部電極１４との配置を縦横に分散させた熱電モジュール１０の方が耐久性が高いことがわかる。
【００２６】
また、熱電モジュール１０における電極縦横数比率値は、下部電極１３群が、数の小さな横向きの数１３を数の大きな縦向きの数１６で割った（除した）値である０．８１となり、上部電極１４群が、数の小さな横向きの数８を数の大きな縦向きの数２０で割った値である０．４となる。そして、両値の平均値は、０．６１となる。また、比較例１の熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、同様に計算して、下部電極２３群の値が０で、上部電極２４群の値が０．２１となる。そして、両値の平均値は、０．１０となる。
【００２７】
つぎに、本発明の他の実施形態として、図７および図８に示した熱電モジュールを製造した。図７は、下部電極３３と熱電素子３５とが取り付けられた下基板３１を上方から見た状態を示している。この熱電モジュールにおいては、３９個の下部電極３３が形成されており、その３９個の下部電極３３のうちの２４個が縦方向に向けて形成され、１５個が横方向に向けて形成されている。この場合、下基板３１の上面における中央部に、横方向に４列並べられた下部電極２３の各列に４個づつの下部電極２３が縦方向に並んで設けられている。そして、その下部電極２３群の周囲を囲むようにして略２個一組にされた縦方向の下部電極２３と横方向の下部電極２３とが交互に配置されている。
【００２８】
また、図８は、上部電極３４と熱電素子３５とが取り付けられた上基板３２を上方から見た状態を示しており、上基板３２の下面には、３８個の上部電極３４が形成されている。そして、３８個の上部電極３４のうちの３０個が縦方向に形成され、８個が横方向に形成されている。この場合、上基板３２の下面を前後左右に４等分した各部分における略中央に２個一組の横向きの上部電極３４が形成され、その周囲に縦向きの上部電極３４が形成されている。
【００２９】
また、下基板３１の前側の角部に設けられた下部電極３３の外側の端部には、リード線３８ａ，３８ｂが接続されており、その下部電極３３には熱電素子３５は１個だけ接合されている。それ以外の下部電極３３および上部電極３４には、それぞれ２個の熱電素子３５の下端面または上端面が接合されている。また、線ｃは電流の流れを示している。この熱電モジュールでは、下基板３１と上基板３２の横方向の長さが８ｍｍに設定され、それに応じて下基板３１の下面および上基板３２の上面に設けられたシート状のメタライズ層（図示せず）の横方向の長さを長くしている。そして、前述したように、熱電素子３５の個数と配置を変えたこと以外は、すべて熱電モジュール１０と同一にした。
【００３０】
そして、この熱電モジュールを実施例２として、この熱電モジュールと、図９および図１０に示した比較例２の熱電モジュールとに対してパワーサイクルテストを行った。図９は、下部電極４３と熱電素子４５とが取り付けられた下基板４１を上方から見た状態を示している。この熱電モジュールでは、４０個の下部電極４３が形成されており、その４０個の下部電極４３が、横８列、縦５列になって全て縦方向に向けられている。
【００３１】
また、図１０は、上部電極４４と熱電素子４５とが取り付けられた上基板４２を上方から見た状態を示しており、上基板４２の下面には、３９個の上部電極４４が形成されている。そして、３９個の上部電極４４のうちの３２個が縦方向に形成され、７個が横方向に形成されている。すなわち、上基板４２の前端部中央に３個の横向きの上部電極４４が横方向に並んで設けられ、上基板４２の後端部に４個の横向きの上部電極４４が横方向に並んで設けられている。そして、その間に、横方向に８列、縦方向に４列になって３２個の熱電素子４５が縦方向に向けて設けられている。
【００３２】
また、下基板４１の前部両側の下部電極４３の前端部にそれぞれ、リード線４８ａ，４８ｂが接続され、その２個の下部電極２３には、熱電素子４５が１個だけ接合されている、そして、それ以外の下部電極４３および上部電極４４には、それぞれ２個の熱電素子４５の下端面または上端面が接合されている。線ｄは電流の流れを示している。また、この比較例２の熱電モジュールの構成については、上部電極および下部電極の配列を変えたこと以外は、すべて実施例２の熱電モジュールと同一にした。
【００３３】
パワーサイクルテストの結果は、実施例２の熱電モジュールの電気抵抗変化率が、２．５％で、比較例２の熱電モジュールの電気抵抗変化率が、４．３％であった。この結果から、熱電モジュールの下基板３１，４１および上基板３２，４２を正方形に近い形状にしても、殆どの下部電極４３と上部電極４４を縦方向に配置した比較例２の熱電モジュールよりも、下部電極３３と上部電極３４との配置を縦横に分散させた実施例２の熱電モジュールの方が耐久性が高いことがわかる。
【００３４】
また、この場合の実施例２の熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、下部電極３３群の値が０．６３、上部電極３４群の値が０．２７で、その両値の平均値は、０．４５である。また、比較例２の熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、下部電極４３群の値が０、上部電極２４群の値が０．２２で、その両値の平均値は、０．１１である。
【００３５】
つぎに、本発明のさらに他の実施形態として、図１１および図１２に示した熱電モジュールを製造した。図１１は、下部電極５３と熱電素子５５とが取り付けられた下基板５１を上方から見た状態を示している。この熱電モジュールにおいては、１５個の下部電極５３が形成されており、そのうちの８個が縦方向に向けて形成され、７個が横方向に向けて形成されている。この場合、下基板５１の上面における中央よりもやや後部側に、２個一組にされた縦向きの下部電極５３が十字を描くように４箇所に配置されて、その周囲に横向きの下部電極５３設けられている。
【００３６】
また、図１２は、上部電極５４と熱電素子５５とが取り付けられた上基板５２を上方から見た状態を示しており、上基板５２の下面には、１４個の上部電極５４が形成されている。そして、１４個の上部電極５４のうちの８個が縦方向に形成され、６個が横方向に形成されている。この場合、上基板５２の下面における中央後部側に横向きの上部電極５５が横２列、縦３列に並んで形成され、その周囲に縦向きの上部電極５４が形成されている。
【００３７】
この場合も、下基板５１の前側の角部に設けられた下部電極５３の外側の端部に、リード線５８ａ，５８ｂが接続されており、その下部電極５３には熱電素子５５は１個だけ接合されている。そして、それ以外の下部電極５３および上部電極５４には、それぞれ２個の熱電素子５５の下端面または上端面が接合されている。また、線ｅは電流の流れを示している。この熱電モジュールでは、下基板５１と上基板５２の縦方向の長さが７．５ｍｍ、横方向の長さが９ｍｍに設定され、それに応じて下基板５１の下面および上基板５２の上面に設けられたシート状のメタライズ層（図示せず）の縦横の長さを変更している。また、熱電素子５５のサイズを高さ０．８ｍｍ、縦横をともに１ｍｍとし、それに合わせて上部電極５４および下部電極５５を拡大したこと以外は、熱電モジュール１０と同一にした。
【００３８】
そして、この熱電モジュールを実施例３として、この熱電モジュールと、図１３および図１４に示した比較例３による熱電モジュールとに対してパワーサイクルテストを行った。図１３は、下部電極６３と熱電素子６５とが取り付けられた下基板６１を上方から見た状態を示している。この熱電モジュールでは、１５個の下部電極６３が形成されており、そのうちの３個の横向きの下部電極６３が下基板６１の後端部に横向きに並んで設けられ、残りの１２個が、横６列、縦２列になって全て縦方向に向けて設けられている。
【００３９】
また、図１４は、上部電極６４と熱電素子６５とが取り付けられた上基板６２を上方から見た状態を示しており、上基板６２の下面には、１４個の上部電極６４が形成されている。そして、１４個の上部電極６４のうちの２個の横向きの上部電極６４が上基板６２の前端部中央に横向きに並んで形成され、１２個が、横６列、縦に２列になって縦方向に向けて設けられている。
【００４０】
また、下基板６１の前端部両側の下部電極６３の前端部にそれぞれ、リード線６８ａ，６８ｂが接続され、その２個の下部電極６３には、熱電素子６５が１個だけ接合されている、そして、それ以外の下部電極６３および上部電極６４には、それぞれ２個の熱電素子６５の下端面または上端面が接合されている。線ｆは電流の流れを示している。また、この比較例３の熱電モジュールの構成については、上部電極と下部電極の配列を変えたこと以外は、すべて実施例３の熱電モジュールと同一にした。
【００４１】
パワーサイクルテストの結果は、実施例３の熱電モジュールの電気抵抗変化率が、２％で、比較例３の熱電モジュールの電気抵抗変化率が、４．０％であった。この結果から、熱電モジュールの下基板５１，６１および上基板５２，６２の縦方向の長さよりも横方向の長さを長くしても、殆どの下部電極６３と上部電極６４を縦方向に配置した比較例３の熱電モジュールよりも、下部電極５３と上部電極５４との配置を縦横に分散させた実施例３の熱電モジュールの方が耐久性が高いことがわかる。
【００４２】
また、この場合の実施例３の熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、下部電極５３群の値が０．８８、上部電極５４群の値が０．７５で、その両値の平均値は、０．８１であった。また、比較例３の熱電モジュールにおける電極縦横数比率値は、下部電極６３群の値が０．２５、上部電極６４群の値が０．１７で、その両値の平均値は、０．２１であった。
【００４３】
図１５に示したグラフに、前述した実施例１〜３および比較例１〜３の各熱電モジュールのテスト結果を表している。このグラフは、電極縦横数比率の平均値に対する電気抵抗変化率を示している。前述したパワーサイクルテストにおける条件であれば、電気抵抗変化率は３％以下に抑えることが好ましく、そのためには、電極縦横数比率の平均値を略０．３以上にする必要がある。グラフが示すように、実施例１〜３の熱電モジュールでは、すべて電気抵抗変化率は３％以下で、電極縦横数比率の平均値が０．３以上になっているのに対し、比較例１〜３の熱電モジュールでは、すべて電気抵抗変化率は３％以上で、電極縦横数比率の平均値は０．３以下になっている。
【００４４】
この結果から、熱電モジュールの耐久性を向上させるためには、各電極の向きを一定にせず、縦方向と横方向とに分散させることが有効であることが分かる。なお、前述したように、電極縦横数比率の平均値を０．３以上にすることが好ましいが、本発明はこれに限定するものでなく、他の条件の変更によって、例えば、電気抵抗変化率を３％以下にすることができれば、電極縦横数比率の平均値が０．３以下であっても技術的範囲に含むものとする。また、前述した各実施形態で用いられる基板や熱電素子等の材質、形状配置等は、前述した各実施形態に限定されず、適宜変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による熱電モジュールを示す斜視図である。
【図２】図１に示した熱電モジュールの正面図である。
【図３】図１に示した熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図４】図１に示した熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図５】比較例１による熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図６】比較例１による熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図７】他の実施形態による熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図８】他の実施形態による熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図９】比較例２による熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１０】比較例２による熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１１】さらに他の実施形態による熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１２】さらに他の実施形態による熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１３】比較例３による熱電モジュールの下基板に下部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１４】比較例３による熱電モジュールの上基板に上部電極と熱電素子を取り付けた状態を示す平面図である。
【図１５】各実施例および比較例による熱電モジュールの電極縦横数比率値と電気抵抗変化率との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０…熱電モジュール、１１，３１，５１…下基板、１２，３２，５２…上基板、１３，３３，５３…下部電極、１４，３４，５４…上部電極、１５，３５，５５…熱電素子。
【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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