(57)【要約】【課題】部品が密集している狭いスペースに熱源があるような場合の冷却に熱電素子を利用する場合、従来の熱電素子による冷却のしくみのようにヒートシンクのような大きな放熱部品を熱電素子とともに設置しようとすると、ヒートシンク分のスペースが必要になるため、そのような狭いスペースでの熱電素子による冷却ができないという問題があった。【解決手段】熱電素子に可撓性を有する部材からなり、かつ熱電素子の配線面から延出しており、熱伝導体の延出している部分でヒートシンクなどの放熱部材に接続する熱伝導体を設ける構造とすることにより、冷却対象の熱源と離れた場所に放熱部品を設置できるため、狭いスペースにおいても熱電素子を設けることが可能になり、部品が密集している狭いスペースの熱源を冷却することができる。【選択図】　　　図１
2004079883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔を持って配置された少なくとも一対のｐ型熱電半導体とｎ型熱電半導体とを配線電極にて電気的に直列に接続し、少なくとも一方の配線面が熱伝導体に熱伝導可能に接続される熱電素子であって、
前記熱伝導体が、可撓性を有する部材からなり、前記配線面から延出しており、前記熱伝導体の延出している部分で放熱部材に接続される熱電素子。
【請求項２】
前記熱伝導体が、シート状の部材からなり、該部材の熱伝導率が平面方向と厚さ方向とで異方性を有し、前記平面方向の熱伝導率が高いことを特徴とする請求項１に記載の熱電素子。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ペルチェ効果を利用した熱電冷却装置に用いる熱電素子に関し、特に熱電素子の放熱構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
熱電素子は、主に複数のｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体から構成されており、熱エネルギーを電気エネルギーに、また電気エネルギーを熱エネルギーに直接変換することができるデバイスである。
【０００３】
熱電素子の両端に温度差を与えると、ゼーベック効果により電圧を発生する。また、熱電素子に直流電流を流すと、ペルチェ効果により一端で吸熱し、他端で放熱（発熱）する。
【０００４】
熱電素子はこのような可逆の効果を併せ持つデバイスであり、熱エネルギーと電気エネルギーの変換素子として様々な装置に応用されている。
【０００５】
特に、ペルチェ効果を利用することにより、熱電素子の吸熱する側に適当な熱源を熱伝導良好な状態で接続させれば、その熱源を冷やす熱電冷却装置として利用することができる。また、熱電素子に流す電流を調節することにより、単に冷却するだけでなく、一定の温度に保つような温度調節装置としても利用することができる。
【０００６】
熱電素子を利用した熱電冷却装置は他の方式の冷却装置と異なり、コンプレッサーなどの機械部品を含まず、かつ小型化も可能なことからポータブル冷蔵庫や、集積回路やレーザー光源などの熱源に対する局所的な熱電冷却装置または温度調節装置として利用されている。
【０００７】
特に熱電冷却装置として使用する熱電素子のことを、その効果の名前からペルチェ素子と呼ぶこともあるが、本発明の説明においては、熱電素子と表記することにする。
【０００８】
近年になって小型の熱電素子が作れるようになり、数ｍｍ程度の大きさの小型熱電素子なども開発されて、実際に製品化されている。
【０００９】
そのような、小型の熱電素子の用途として、レーザーダイオードなどの冷却が挙げられる。光通信分野やＤＶＤピックアップなどに使われているレーザーダイオードは、高温になると壊れたり、性能が著しく劣化したりするため、特に光通信分野ではレーザーダイオードの冷却および一定温度に制御する温度調節は必須な技術であり、現在、小型の熱電素子はこのような光通信分野において、一般的に利用されている。
【００１０】
またＤＶＤでも特に自動車に搭載するカーナビゲーション用のＤＶＤなどでは、夏場に車内温度がかなり高温になるため、レーザーダイオードの温度を下げる必要があり、放熱対策にペルチェ素子を組み込み、冷却あるいは温度調節することが試みられている。
【００１１】
図７は従来技術の熱電素子の構造を示す断面図である。
【００１２】
熱電素子の構造は、ｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２を、交互に規則的になるように配置し、各々の熱電半導体の両端部分で配線電極１３により配線し、複数のｐ型熱電半導体とｎ型熱電半導体が、交互に電気的に直列になるように接続する。配線電極１３が並んでいる配線面２４および配線面２５には各配線面とほぼ同じぐらいの大きさの熱伝導板１８、１９がそれぞれ接合されている。
【００１３】
ここで、配線面２４、配線面２５とは、熱電半導体の両端を配線する全ての配線電極１３および引き出し電極１５によって形成される平面全体のことを言う。
【００１４】
熱伝導板１８、１９は通常アルミナなどのセラミックス材料から成っている。また、熱電半導体を直列に配線した両端は、引き出し電極１５で外部から電流を投入できるようになっている。
【００１５】
ここで、引き出し電極１５から電流をある方向に流すことによって、熱伝導板１８側では吸熱し、熱伝導板１９側では放熱するというペルチェ効果を生じる。
【００１６】
従来の熱電素子を利用した冷却の原理は、熱伝導板１８には冷却対象となる熱源２１を接続し、熱源２１が発した熱を吸収して熱源２１を冷却し、熱伝導板１９側にはヒートシンク２２を接続し、熱伝導板１８で吸収した熱源２１が発する熱および熱電素子そのもので発生するジュール熱の両方の熱を、ヒートシンク２２を介して周囲空気などへ放熱するしくみとなっている。ヒートシンク２２にファンを付けて強制空冷を行う場合もある。
【００１７】
つまり、従来の技術では熱源に熱電素子を接続させて冷却する場合、熱電素子の熱源とは反対側にヒートシンクやファンなどを含む大きな放熱部材が必要となる。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ＤＶＤのピックアップような様々な多くの部品が非常に狭いスペースに集積されていて、なおかつ可動するような部分にレーザーダイオードのような熱源がある場合や、ノートパソコンのように寸法的に制限があり、やはり非常に狭いスペースにＣＰＵのような熱源があるような場合の冷却に熱電素子を利用する場合、従来の熱電素子による冷却のしくみのようにヒートシンクのような大きな放熱部品を熱電素子とともに設置しようとすると、ヒートシンク分のスペースが必要になるため、製品の小型化が非常に難しくなり、そのような狭いスペースでの熱電素子による冷却ができないという問題があった。
【００１９】
また、ヒートシンクと他の部品との干渉を防ぐために熱電素子を設置する部分の設計が非常に難しくなるという問題があった。
【００２０】
そして、ＤＶＤピックアップのような可動部ではヒートシンクのような大きなものを一緒に可動させる場合、またヒートシンクをネジ止めなどで押さえ込むようにして固定する場合、熱電素子に過度の外力が加わる。熱電素子は脆い性質の熱電半導体からなるので機械的強度が弱いため、このように過度の外力が加わると熱電素子が壊れやすくなるという問題があった。
【００２１】
さらには、そのような非常に狭い部分でヒートシンクなどの放熱部材から周囲空気に放熱することで、周囲空気に熱がこもるため、冷却対象である熱源に周囲空気を伝わって熱が逆流してしまうことにより、冷却効率が著しく低下してしまう問題もあった。
【００２２】
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は上記の問題を解決して、狭いスペースにおいても熱電素子によって熱源を冷却することができ、熱電素子を設置する部分の設計を簡単にできるようにし、熱電素子に大きな外力が加わらないようにして熱電素子の耐久性が高まり、放熱部材から熱源に熱が逆流するのを防いで冷却効率が良い、熱電素子およびその放熱構造を提供することにある。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、本発明の熱電素子においては、下記に記載する構成を採用する。
【００２４】
すなわち、本発明の熱電素子は、所定の間隔を持って配置された少なくとも一対のｐ型熱電半導体とｎ型熱電半導体を配線電極にて電気的に直列に接続し、少なくとも一方の配線面が熱伝導体に熱伝導可能に接続した熱電素子において、
前記熱伝導体が、可撓性を有する部材からなり、かつ熱電素子の前記配線面から延出しており、前記熱伝導体の延出している部分で放熱部材に接続することを特徴とする。
また本発明の熱電素子は、前記熱伝導体が、シート状の部材からなり、前記部材の熱伝導率が平面方向と厚さ方向で異方性を持ち、前記平面方向の熱伝導率が高ければ好ましい。
【００２５】
〔作用〕
本発明の熱電素子では、可撓性を有する熱伝導体で熱を自由な経路で放熱部材まで運び出すことができるため、冷却対象の熱源と離れた場所に放熱部材を設置でき、狭いスペースにおいても熱電素子を設けることが可能になり、狭いスペースの中の熱源を冷却することができる。また同時に、放熱部材を部品類が密集している熱源と離れた広い場所に設置できるので、熱電素子を設置する部分の設計が非常に簡単になる。さらに熱伝導体は可撓性を有するために熱電素子に過度な外力が加わらず、熱電素子の耐久性を高めることができる。そして熱源と放熱部材が離れているために熱の逆流が生じないので冷却効率が良い熱電素子を形成することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の熱電素子の構成における最適な実施形態について図面を用いて説明する。
【００２７】
図１〜図６を用いて本発明の実施の形態における熱電素子の構造および放熱構造のしくみについて説明する。
【００２８】
図１は本発明の熱電素子の全体的な構成を示す断面図である。熱電素子は大きく分けて、熱電素子ブロック１０と、この熱電素子ブロック１０の配線面２４に配置する熱伝導板１８と、配線面２５に配置する熱伝導体２０と、熱電素子ブロック１０と熱伝導板１８との間に設ける絶縁層１６と、熱電素子ブロック１０と熱伝導体２０との間に設ける絶縁層１７と、からなっている。
【００２９】
熱電素子ブロック１０は、柱状の形状をした複数のｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２を一定の間隔をおいて規則的に配置し、配線電極１３でｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２が交互になるように電気的に直列に配線し、絶縁体１４でｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２の間、および熱電素子ブロック１０の外周側面を埋めるように充填している。
【００３０】
熱電材料としては、ｐ型熱電半導体１１にはＢｉＴｅＳｂからなる合金を用い、またｎ型熱電半導体１２にはＢｉＴｅＳｅからなる合金を用いている。しかし、熱電材料としてはこれに制限されるものではなく、他のＢｉＴｅ系、ＦｅＳｉ系など用途に応じて様々な熱電材料を用いることができる。
【００３１】
ここで、熱電素子ブロック１０の配線面２４から見た斜視図を図２に、配線面２５方向から見た斜視図を図３に示す。これら図２と図３の斜視図では、説明の都合上、熱伝導板１８と熱伝導体２０を省略している。
【００３２】
熱電素子ブロック１０の配線面２４と配線面２５にはそれぞれ配線電極１３をｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２とを直列に接続するように設ける。配線電極１３は膜厚が１〜１０μｍ程度の銅膜を用いる。この銅膜は真空蒸着や電解めっきなどで熱電素子ブロック１０に形成する。
【００３３】
また、引き出し電極１５は熱電素子に外部から電流を導入するためのリード線を接続するためのもので、薄い銅板などを導電ペーストまたは半田で熱電素子ブロック１０のｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２に接続する。
【００３４】
熱電素子ブロック１０の配線面２４では配線電極１３は図２に示すように隣り合ったｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２を交互に接続し、熱電素子ブロック１０の配線面２５では斜め方向と隣り合ったｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２とを接続して複数の熱電半導体を電気的に直列化する構成となっている。
【００３５】
すなわち、配線電極１３によって、一対のｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２は複数の連続した熱電対となり、熱電素子ブロック１０の配線面２４又は配線面２５上に形成された配線電極１３は、熱電子ブロック１０のそれぞれの配線面２４と配線面２５上で熱電素子の吸熱部分または放熱部分を平面的に形成する構成となっている。
【００３６】
絶縁体１４としては、エポキシ系樹脂、ポリイミド系樹脂、シリコン系樹脂などの樹脂から構成されており、熱電半導体どうしの絶縁性を確保しつつ、脆い性質の熱電半導体を固定して補強し、機械的強度を維持する構造を持たせている。
【００３７】
絶縁層１６は、熱電素子ブロック１０と熱伝導板１８との間に、エポキシ樹脂やシリコン樹脂に熱伝導性が非常に良いボロンナイトライド、窒化アルミニウム、アルミナなどの微粒子（フィラー）を混合した高い熱伝導率の熱伝導性接着剤、またはセラミックス系接着剤で接合することにより形成する。
これは配線面２４と熱伝導板１８との間の熱抵抗をできるだけ小さくして、熱伝導性をできるだけ良くするためである。
【００３８】
熱伝導板１８は、通常かたくて変形しにくい材質のものを使用する。熱伝導板１８の材質としてはとしては、窒化アルミニウムやアルミナなどの絶縁性を有し熱伝導性の良いセラミックスやアルマイト処理を施したアルミニウムを用いることが望ましい。絶縁性を有する熱伝導板１８を使用する理由は、絶縁層１６が薄い場合には、熱伝導板１８が配線電極１３に接触して配線電極１３がショートする可能性があり、そのショートの発生を防止するためである。しかし絶縁層１６が配線電極１３のショートを防げる程度の厚さを形成し、絶縁性を十分に取ることが出来れば、熱伝導板１８として銅またはアルミニウムなどの金属材料を用いることもできる。
【００３９】
また、絶縁層１６と熱伝導板１８の代わりに、熱電素子ブロック１０の配線面２４に窒化アルミニウムやＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）などの絶縁膜を真空蒸着などで成膜することにより、絶縁層１６と熱伝導板１８の両方の役割を持たせる構造でもよい。
【００４０】
熱源２１と熱伝導板１８との接合は、その間の熱抵抗がなるべく小さくなるような構造であることが好ましい。たとえば、樹脂系やセラミックス系の熱伝導性接着剤などで接着接合する方法、押さえ込む他部材を用いて熱伝導性グリースを介して密着接合する方法などが挙げられる。
【００４１】
絶縁層１７は、絶縁層１６と同様に熱電素子ブロック１０と熱伝導体２０との間に、エポキシ樹脂やシリコン樹脂に熱伝導性が非常に良いボロンナイトライド、窒化アルミニウム、アルミナなどの微粒子（フィラー）を混合した高い熱伝導率の熱伝導性接着剤、またはセラミックス系接着剤で接合することにより形成する。
そして配線面２５と熱伝導体２０との間の熱抵抗をできるだけ小さくして、熱伝導性をできるだけ良くする。
【００４２】
図４は熱電素子を斜めから見た斜視図である。ここで本発明の特徴的な構造について説明する。
【００４３】
図１および図４に示すように熱伝導体２０は、熱電素子ブロック１０の配線面２５で絶縁層１７を介して接合し、シート状の形状を有し、長手方向の大きさは熱電素子ブロック１０の配線面２５よりも大きくする構造を有する。
【００４４】
説明の都合上、熱伝導体２０の配線面２５との接合部分を熱伝導体２０ａとし、熱伝導体２０ａ以外の熱伝導体２０の部分を熱伝導体２０ｂとすることにする。
【００４５】
さらに熱伝導体２０は、熱伝導体２０ｂの部分によって熱電素子ブロック１０と距離的に離れた場所において放熱部材であるヒートシンク２２に接続する構造を有する。
【００４６】
ヒートシンク２２は、熱電素子ブロック１０と離れた場所に設置したフィン、あるいはフィンに強制空冷ファンの付いたもの、または部品類の外側を囲む筐体の壁面、またはその壁面の外側にフィンを付けたものなど、熱電素子ブロック１０と離れた場所であり、かつ空気や水などの冷却媒体に放熱可能なものとする。
【００４７】
ヒートシンク２２は特に筐体部分などに接合する場合、部品類がある狭いスペースの内部と異なり、広いスペースに設置できるため、可能な限り大きくすることができる。
【００４８】
ヒートシンク２２と熱伝導体２０との接続は、接着層２３として高い熱伝導率の熱伝導性接着剤やセラミックス系接着剤で接着するか、あるいは押さえ込む他部材を用いて熱伝導性グリースを介して密着固定する方法をとる。
【００４９】
熱伝導体２０としては、グラファイトや銅やアルミニウムなどの熱伝導性の高い材質で、可撓性を有するやわらかいシート状か、またはたるみのあるシート状のものが好ましい。この熱伝導体２０の厚さに関しては０．１ｍｍから数ｍｍ程度のものを使用する。
【００５０】
ここで、可撓性とは、撓ませたり折り曲げたりすることが可能で自由に変形する性質を持つものという意味で使用している。また、シート状とは、紙のように平面方向に大きく厚さ方向に薄いものという意味で使用している。
【００５１】
また、特に熱伝導体２０の材質がグラファイトのものを使用した場合は、高分子フィルムをグラファイト化する方法で、グラファイトの六角板状の結晶の配向性を高めて平面方向と厚さ方向で熱伝導率が異なる異方性を持たせることができる。そのため、熱伝導体２０の平面方向の熱伝導率をグラファイトの平均熱伝導率よりも飛躍的に高めることができる。
【００５２】
異方性を持つグラファイトの例としてたとえば、平面方向の熱伝導率が銅の２倍の８００Ｗ／（ｍ・Ｋ）で、厚さ方向の熱伝導率が５Ｗ／（ｍ・Ｋ）のシートが松下電子部品（株）からＰＧＳ高熱伝導グラファイトシートとして販売されている。
【００５３】
また、樹脂系シートなどの内部にヒートパイプの機能を持たせたものや、樹脂系シート上に、熱伝導性の良い銅、ダイヤモンド、ＤＬＣなどの膜を、柔軟性を損なわないように形成したものでもよい。
【００５４】
ただし、熱伝導体２０としては、いわゆるフレキシブル基板に用いられているポリイミドフィルムやビニールなどの樹脂系の材質のみのもので、金属やセラミックスより熱伝導率が小さいものは好ましくない。
【００５５】
このように熱伝導体２０は、熱伝導体２０ａの部分で熱電素子ブロック１０と接合し、熱伝導体２０ｂの部分によって熱電素子ブロック１０と距離的に離れた場所において放熱部材であるヒートシンク２２に接続する構造を有する。
【００５６】
このため、狭いスペースにおいても熱源２１を冷却することができ、同時に部品が密集している中で取り回しが自由になり、熱電素子設置部分および放熱部材周辺の設計が非常に簡単になり、さらに熱電素子ブロック１０に過度な外力が加わらず、熱電素子の耐久性を高めることができ、そして熱源２１とヒートシンク２２（放熱部分）が離れているために熱の逆流が生じないので冷却効率が良い熱電素子を形成することができる。
【００５７】
絶縁体１４は、熱電素子の機械的強度を保ち、熱電半導体の柱間の絶縁性を確保するために設けたが、熱電半導体の柱が十分太く、柱間が十分空いている場合は無くても良い。
【００５８】
また、熱伝導板１８は熱源２１と接続する部材であるが、直接熱源２１に配線面２４を熱伝導性接着剤などで熱伝導良く接合可能な場合には熱伝導板１８は無くても良い。
【００５９】
さらに、熱伝導板１８に半田接合用のメタライズを施し、また熱伝導体２０が絶縁性を有する材質の場合はそのままメタライズを施し、あるいは熱伝導体２０が導電性を有する材質の場合は絶縁層を少なくとも一層設けた上にメタライズを施せば、熱電素子ブロック１０の配線面２４および配線面２５において半田接合することも可能である。
【００６０】
また、引き出し電極１５から引き出したリード線と、熱伝導体２０とを接着（接合）することで一体化すれば、放熱経路と電気導入経路を一緒にすることができ、リード線の引き回しなどが簡単になり、さらに使い勝手がよくなる構造をとることが可能である。
【００６１】
そして、熱伝導板１８の熱源２１と接する面状に熱伝導性の両面テープなどを設ければ、非常に簡単に熱源２１に実装できる熱電素子を実現することができる。
【００６２】
さらに、図示はしないが、熱伝導板１８の代わりにもう一つの熱伝導体２０Ｃの一端を熱電素子ブロック１０の配線面２４に接合して、熱伝導体２０Ｃの他端を熱源２１に接合するという構成とすると、熱電素子ブロック１０も熱源とは離れた場所に設置できるため、さらに設計の自由度が大きくなる。
【００６３】
そして、本発明の熱電素子については、熱電素子に電流を投入して生じるペルチェ効果による冷却手段の構成で説明したが、熱電素子に温度差を与えて電圧を取り出すというゼーベック効果による発電手段の構成も、本発明の熱電素子の構成と同じ構成で適用可能である。
【００６４】
この発明を具体的に適用した実施例について以下に、図５および図６を用いて具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではない。
【００６５】
（実施例）
図５は本発明の熱電素子の実施例を示す構成図である。電気回路基板２７上にレンズ２８、レーザーダイオード２９（熱源２１）、駆動制御コイル３０が接続されている。
【００６６】
実施の形態で説明した熱電素子の構造（図１、図４参照）において、ｐ型熱電半導体１１（ＢｉＴｅＳｅ）とｎ型熱電半導体１２（ＢｉＴｅＳｅ）の形状は、縦４５０μｍ、横４５０μｍ、高さ１ｍｍの柱状であり、ｐ型熱電半導体１１とｎ型熱電半導体１２との間の絶縁体１４の幅は５０μｍである。この熱電半導体を縦に６本、横に６本、計３６本並べて１８対の熱電素子を構成している。
【００６７】
また熱伝導板１８は平面形状３ｍｍの正方形で厚さ０．２ｍｍの窒化アルミニウム板であり、熱電素子ブロック１０の配線面２５の大きさは３ｍｍの正方形で高さは１ｍｍである。この熱電素子ブロック１０に平面方向の熱伝導率が８００Ｗ／ｍＫ、厚さ０．１ｍｍ、幅５ｍｍの松下電子部品（株）製ＰＧＳ高熱伝導グラファイトシートを熱伝導性接着剤で接着し、長手方向２０ｍｍ離して、筐体３１に接合したヒートシンク２２（１０ｍｍ×１０ｍｍのフィンが１０枚付いたもの）に熱伝導性接着剤で接着した。
【００６８】
ヒートシンク２２を２５℃の空気（外気）で冷却し、レーザーダイオード２９の発熱量を８０ｍＷとした場合、熱電素子に電流９０ｍＡ、電圧０．２６Ｖを投入した場合、レーザーダイオード２９は２６．４℃となった。またレーザーダイオード２９の温度が最も下がるまで電力を投入した場合、電流２８０ｍＡ、電圧０．９Ｖでレーザーダイオード２９は１４．５℃まで下げることができた。
【００６９】
（比較例）
図６は比較例を示す構成図である。図５と同様に電気回路基板２７上にレンズ２８、レーザーダイオード２９（熱源２１）、駆動制御コイル３０が接続されている。
【００７０】
比較例では、熱電素子ブロック１０、冷却側の熱伝導板の構成は実施例と同じであり、異なるのは熱電素子ブロック１０の放熱側の熱伝導板１９にヒートシンク２２（５ｍｍ×５ｍｍのフィンが５枚付いたもの）が熱伝導性接着剤で直接接着してあることである。
【００７１】
この比較例の場合、図６から明らかなように、ヒートシンク２２は放熱性の良い大きいものはスペースが狭いため使用しにくく、なおかつとなりあう駆動制御コイル３０はヒートシンク２２の大きさのスペースを確保するために位置をずらす必要がある。
【００７２】
この比較例でヒートシンク２２を２５℃の空気で冷却し、レーザーダイオード２９の発熱量を８０ｍＷとして、レーザーダイオード２９の温度が最も下がるまで電力を投入した場合でも、電流９０ｍＡ、電圧０．２８Ｖでレーザーダイオード２９は６４．１℃までしか下がらなかった。もし密閉された筐体内などにヒートシンク２２が設置された場合、ヒートシンク２２周辺の空気が外気（２５℃）に比べて高くなることが多いが、その場合はレーザーダイオード２９の温度はもっと上がってしまうことになる。
【００７３】
図５と図６を比較すると明らかなように、本発明の実施例では狭いスペースでも放熱構造を簡単に構成できるのに対して、従来技術の比較例ではヒートシンク２２の分だけ部品位置を変更する必要があり、その分スペースを大きくする必要があり製品の小型化が難しく、明らかに本発明の熱電素子の方が狭いスペースに設置できることが確認された。
【００７４】
さらに本発明の熱電素子の冷却性能については、実施例では９０ｍＡの電流でレーザーダイオード２９の温度が２６．４℃まで下がったのに対して、比較例では６４．１℃となってしまった。また比較例ではこの６４．１℃が最も下がった温度であり、それに対して実施例では１４．５℃まで下げることができ、明らかに本発明の熱電素子の冷却能力が高いことが確認された。
【００７５】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明の熱電素子は、可撓性を有する部材からなる熱伝導体が、熱電素子の配線面から延出しており、かつ熱伝導体から延出している部分で放熱部材に接続することによって、狭いスペースにおいても熱電素子によって熱源を冷却することができ、同時に部品が密集している中で取り回しが自由になり、熱電素子設置部分および放熱部材周辺の設計を簡単にできるようにし、熱電素子に大きな外力が加わらないようにして熱電素子の耐久性が高まり、放熱構造から熱源に熱が逆流するのを防いで熱電素子の冷却効率を良くするという効果がある。
【００７６】
また、狭いスペースでの熱電素子の実装、放熱部材周辺の設計が簡単になることから製品の小型化が可能となる効果を持つ。
【００７７】
さらに、これらの熱電素子を複数用いて筐体外部に放熱して筐体内部の全ての熱源を冷やすことにより、筐体内部の熱を外部に放熱するためのファンなどが不要になるため、騒音が無く、ゴミの混入が防げ、密閉型の製品を作ることができる効果も持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の熱電素子の実施の形態における熱電素子の構成を示す断面図である。
【図２】本発明の熱電素子の実施の形態における熱電素子ブロックの構成を示す斜視図である
【図３】本発明の熱電素子の実施の形態における熱電素子ブロックの構成を示す斜視図である。
【図４】本発明の熱電素子の実施の形態における熱電素子の構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の熱電素子の実施の形態における熱電素子の実施例の構成を示す断面図である。
【図６】従来の熱電素子である比較例の構成を示す断面図である。
【図７】従来の熱電素子の断面図である。
【符号の説明】
１０　熱電素子ブロック
１１　ｐ型熱電半導体
１２　ｎ型熱電半導体
１３　配線電極
１４　絶縁体
１５　引き出し電極
１６、１７　絶縁層
１８、１９　熱伝導板
２０、２０ａ、２０ｂ、２０Ｃ　熱伝導体
２１　熱源
２２　ヒートシンク
２３　接着部
２４、２５　配線面
２６　熱電素子ブロック側面
２７　電気回路基板
２８　レンズ
２９　レーザーダイオード
３０　駆動制御コイル
３１　筐体
【図１】
2004079883.tif 000003
【図２】
2004079883.tif 000004
【図３】
2004079883.tif 000005
【図４】
2004079883.tif 000006
【図５】
2004079883.tif 000007
【図６】
2004079883.tif 000008
【図７】
2004079883.tif 000009