(57)【要約】【課題】熱電変換モジュールとケースをより合理的に備え得る熱電変換ユニットを提供する。【解決手段】熱電変換ユニット１は、流路４ａ２を形成する凹部４ｈを有するケース４と、凹部４ｈの開口部を塞ぎかつ凹部４ｈ側の第一外面と第一外面の裏側面である第一内面を備える第一基板２ｂと、第一基板２ｂの第一内面に設けられる第一配線と、第一基板２ｂよりも面積が小さくかつ第一基板２ｂの第一内面と対向する第二内面と第二内面の裏側面である第二外面を備える複数の第二基板２ｃと、第二基板２ｃの第二内面に設けられる第二配線と、第一基板２ｂと各第二基板２ｃの間に設けられかつ第一配線と電気的に接続される第一熱面と第二配線と電気的に接続される第二熱面を備える複数の熱伝変換素子２ａを有する。【選択図】図３
2012204556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電変換ユニットであって、
流路を形成する凹部を有するケースと、
前記凹部の開口部を塞ぎかつ前記凹部側の第一外面と前記第一外面の裏側面である第一内面を備える第一基板と、
前記第一基板の前記第一内面に設けられる第一配線と、
前記第一基板よりも面積が小さくかつ前記第一基板の前記第一内面と対向する第二内面と前記第二内面の裏側面である第二外面を備える複数の第二基板と、
前記第二基板の前記第二内面に設けられる第二配線と、
前記第一基板と前記各第二基板の間に設けられかつ前記第一配線と電気的に接続される第一熱面と前記第二配線と電気的に接続される第二熱面を備える複数の熱伝変換素子を有する熱電変換ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の熱電変換ユニットであって、
前記第一基板の前記第一内面に設けられる枠体を有し、
前記枠体は、前記各第二基板の外周に沿う枠本体を有する熱電変換ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の熱電変換ユニットであって、
前記第一配線は、前記第一基板の前記第一内面における前記第二基板によって覆われる領域に設けられる主配線と、前記第一基板の前記第一内面における前記複数の第二基板間に設けられかつ前記主配線同士を接続する接続配線を有し、前記接続配線は、前記枠体によって覆われる熱電変換ユニット。
【請求項４】
請求項２または３に記載の熱電変換ユニットであって、
前記枠体は、前記枠本体から前記第一基板と前記第二基板の間に張出して前記第一基板と前記第二基板に当接する張出部を有する熱電変換ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の熱電変換ユニットであって、
前記張出部と前記第二基板の間に液状ガスケットが設けられる熱電変換ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の熱電変換ユニットであって、
前記ケースは、第一ケースであり、
前記第一ケースの前記凹部は、第一凹部であり、
流路を形成する第二凹部を有する第二ケースを有し、
前記第二凹部は、前記第二基板の前記第二外面により塞がれる熱電変換ユニット。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
前記枠体は、樹脂製でありかつ射出成形により成形される熱電変換ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱伝変換素子を有する熱電変換ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、熱伝変換素子と、熱伝変換素子の一端部と電気的に接続される第一配線が印刷された第一基板と、熱伝変換素子の他端部と電気的に接続される第二配線が印刷された第二基板を有する熱電変換モジュールが開示されている。特許文献２には、複数の熱電変換モジュールと、複数の熱電変換モジュールが設置される板部材と、板部材との間に流路を形成するケースを有する冷却装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１２３９６４号公報
【特許文献２】特開平１１−２６２３４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし熱電変換モジュールとケースをより合理的に備え得る熱電変換ユニットが従来必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために本発明は、各請求項に記載の熱電変換ユニットである。請求項１に記載の熱電変換ユニットは、流路を形成する凹部を有するケースと、凹部の開口部を塞ぎかつ凹部側の第一外面と第一外面の裏側面である第一内面を備える第一基板と、第一基板の第一内面に設けられる第一配線と、第一基板よりも面積が小さくかつ第一基板の第一内面と対向する第二内面と第二内面の裏側面である第二外面を備える複数の第二基板と、第二基板の第二内面に設けられる第二配線と、第一基板と各第二基板の間に設けられかつ第一配線と電気的に接続される第一熱面と第二配線と電気的に接続される第二熱面を備える複数の熱伝変換素子を有する。
【０００６】
したがって第一基板は、複数の役割を担う。すなわち第一基板は、第二基板と協働して熱伝変換素子に電流を流す役割と、熱伝変換素子の温熱または冷熱を流路内の熱媒体に伝える役割と、流路内を流れる熱媒体を複数の熱伝変換素子に対して仕切る役割を担う。そのため部品の共通化によって熱電変換ユニットの部品点数が削減される。また第一基板は、第一ケースの流路内の熱媒体に対して複数の第二基板との間に設けられた複数の熱伝変換素子を隔離する。そのため熱電変換ユニットのシール部材の数を少なくすることができる。また一枚の第一基板に対して複数の第二基板が設けられるため、熱伝変換素子による熱応力は、第二基板によって分散され得る。そのため熱応力に対する熱電変換モジュールの耐久性が高くなる。
【０００７】
請求項２において熱電変換ユニットは、第一基板の第一内面に設けられる枠体を有する。枠体は、各第二基板の外周に沿う枠本体２ｆ２を有する。したがって枠体は、各第二基板を第一基板に対して位置決めする。
【０００８】
請求項３において第一配線は、第一基板の第一内面における第二基板によって覆われる領域に設けられる主配線と、第一基板の第一内面における複数の第二基板間に設けられ、主配線同士を接続する接続配線を有する。接続配線は、枠体によって覆われる。したがって第一配線は、第二基板と枠体によって覆われ、熱媒体等によって腐食されることが抑制され得る。
【０００９】
請求項４において枠体は、枠本体から第一基板と第二基板の間に張出して第一基板と第二基板に当接する張出部を有する。したがって張出部は、基板間の距離を決定することで、基板間に設けられた熱伝変換素子が潰れることを防止し得る。
【００１０】
請求項５において張出部と第二基板の間に液状ガスケットが設けられる。したがって液状ガスケットによって第二基板と枠体の間がシールされ得る。また液状ガスケットは、張出部と第二基板の隙間の大きさに対応して張出部と第二基板を接合する。そのため張出部と第二基板の間をシールするために熱伝変換素子に加わり得る外力、例えば第二基板を張出部に押付ける構造によって熱伝変換素子に加わり得る外力が避けられ得る。かくして熱伝変換素子が潰れ難い。
【００１１】
請求項６においてケースは、第一ケースであり、第一ケースの凹部は、第一凹部である。熱電変換ユニットは、流路を形成する第二凹部を有する第二ケースを有する。第二凹部は、第二基板の第二外面により塞がれる。したがって熱伝変換素子の一方側が第一ケース内の熱媒体と熱交換され、他方側が第二ケース内の熱媒体と熱交換され得る。
【００１２】
請求項７において枠体は、樹脂製でありかつ射出成形により成形される。したがって枠体は、射出成形によって第一基板に一体に接合され得る。かくして枠体が第一基板に簡易かつ精度良く位置決めされる。第二基板は、枠体によって第一基板に対して精度良く位置決めされ得る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の熱電変換ユニットによれば、熱電変換モジュールとケースは、部費点数が少なく構成され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】熱交換システムの構成図である。
【図２】熱電変換ユニットの斜視図である。
【図３】熱電変換ユニットの分解斜視図である。
【図４】図２のIV―IV線一部断面矢視図である。
【図５】熱電変換モジュールの一部分解斜視図である。
【図６】熱電変換モジュールの第一基板側からの斜視図である。
【図７】図２のVII―VII線一部断面矢視図である。
【図８】図２のVIII―VIII線断面矢視図である。
【図９】図８のIX―IX線断面矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の一つの実施の形態を図１〜９にしたがって説明する。熱交換システム１０は、例えば車両に設けられ、図１に示すように熱電変換ユニット１とラジエタ１１と室内温冷熱ユニット１４を有する。ラジエタ１１は、配管２０によって車両のエンジン１２と接続される。配管２０の途中に設けられたポンプ１３によって第一熱媒体（クーラント液）がエンジン１２とラジエタ１１の間を循環する。第一熱媒体は、エンジン１２から熱（温熱）を受け、ラジエタ１１から外気に熱を放出する。
【００１６】
図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２０に接続された配管２１によってラジエタ１１と接続され、エンジン１２と並列にラジエタ１１に接続される。第一熱媒体は、配管２０，２１を経由して熱電変換ユニット１から冷熱を受けて冷却される。したがって第一熱媒体は、ラジエタ１１のみならず熱電変換ユニット１によっても冷却され得る。
【００１７】
図１に示すように熱電変換ユニット１は、配管２２によって室内温冷熱ユニット１４と接続される。配管２２の途中に設けられたポンプ１５によって第二熱媒体（クーラント液）が熱電変換ユニット１と室内温冷熱ユニット１４の間を循環する。第二熱媒体は、熱電変換ユニット１から温熱を受け、室内温冷熱ユニット１４から室内の空気に熱を放出する。したがって室内温冷熱ユニット１４によって室内が暖められ得る。
【００１８】
熱電変換ユニット１は、図２，３に示すようにハウジング３とハウジング３内に設けられる熱電変換モジュール２を有する。ハウジング３は、厚み方向に重ねられた第一ケース４と第二ケース５を有する。
【００１９】
第一ケース４と第二ケース５は、図２，３に示すようにケース本体４ａ，５ａと導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃを一体に有する。ケース本体４ａ，５ａは、板状の板部４ａ１，５ａ１と、板部４ａ１，５ａ１の外周から突出する周壁部４ａ６，５ａ６を有する。板部４ａ１，５ａ１には、凹部４ｈ、５ｈが形成され、凹部４ｈ、５ｈによって熱電変換モジュール２に向けて開口する流路４ａ２，５ａ２が形成される。
【００２０】
流路４ａ２，５ａ２は、図３に示すように板部４ａ１，５ａ１に形成された仕切部４ａ７，５ａ７によって第一流路４ａ３，５ａ３と折返し流路４ａ４，５ａ４と第二流路４ａ５，５ａ５に仕切られてＵ字状に延出する。折返し流路４ａ４，５ａ４には、板部４ａ１，５ａ１からガイド部４ａ８が突出する。ガイド部４ａ８は、対向する流路４ａ３，４ａ５，５ａ３，５ａ５に対して隣接する流路４ａ３，４ａ５，５ａ３，５ａ５に向けて傾斜する傾斜面を有する。ガイド部４ａ８によって熱媒体が第一流路４ａ３，５ａ３から第二流路４ａ５，５ａ５に円滑に流れ得る。
【００２１】
導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃは、図３に示すように板部４ａ１，５ａ１の一端側に並設される。導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃは、板部４ａ１，５ａ１から熱電変換モジュール２の反対方向（厚み方向）に延出する。導入管４ｂ，５ｂには、第一流路４ａ３，５ａ３と連通する導入路４ｂ１，５ｂ１が形成される。導入路４ｂ１，５ｂ１は、流路４ａ２，５ａ２の深さ方向と同じ方向に延出し、板部４ａ１，５ａ１と導入管４ｂ，５ｂを貫通する。吐出管４ｃ，５ｃには、第二流路４ａ５，５ａ５と連通する吐出路４ｃ１，５ｃ１が形成される。吐出路４ｃ１，５ｃ１は、第二流路４ａ５，５ａ５の深さ方向と同じ方向に延出し、板部４ａ１，５ａ１と吐出管４ｃ，５ｃを貫通する。
【００２２】
ケース本体４ａ，５ａには、図３，７に示すように流路４ａ２，５ａ２に突出する突出部４ｆ，５ｆが形成される。突出部４ｆ，５ｆは、導入路４ｂ１，５ｂ１に隣接する板部４ａ１，５ａ１の領域から熱電変換モジュール２の基板２ｂ，２ｃに向けて突出する。突出部４ｆ，５ｆは、導入路４ｂ１，５ｂ１から離れるほど基板２ｂ，２ｃに近づく傾斜面を有する。したがって導入路４ｂ１，５ｂ１から導入された熱媒体は、基板２ｂ，２ｃに向けて流れ、基板２ｂ，２ｃの近傍において流量が多くなる。
【００２３】
第一ケース４は、図３，９に示すようにコネクタ部４ｇを一体に有する。コネクタ部４ｇは、筒状であってケース本体４ａから側方に突出する。コネクタ部４ｇには、図示省略のコンバータのコネクタ部が接続される。コンバータは、コンバータに入力された電圧を所定の電圧に変換して、第一ケース４に設けられた電極部材６を介して熱電変換モジュール２に直流電流を供給する。
【００２４】
第一ケース４は、図３，９に示すように位置決め部４ａ９を一体に有する。位置決め部４ａ９は、周壁部４ａ６から突出して、熱電変換モジュール２の凹部２ｂ７に突入する。したがって位置決め部４ａ９によって熱電変換モジュール２の第一ケース４に対する位置が決定され得る。
【００２５】
ケース４，５は、図示省略の第一と第二の成形型を閉じ、第一と第二の成形型間に樹脂材料を注入し、第一と第二の成形型を開くことでケース本体４ａ，５ａと導入管４ｂ，５ｂと吐出管４ｃ，５ｃが一体に成形される。コネクタ部４ｇは、スライド型を用いて形成される。
【００２６】
図４に示すように熱電変換モジュール２は、熱伝変換素子２ａと基板２ｂ，２ｃとフィン２ｄ，２ｅを有する。熱伝変換素子（ペルチェ素子）２ａは、異なる金属、導体または半導体から構成される。熱伝変換素子２ａは、直流電流を流すことでペルチェ効果を奏し、第一熱面と第二熱面のいずれか一つが吸熱部となって吸熱し、他の一つが放熱部となって放熱する。複数の熱伝変換素子２ａは、基板２ｂ，２ｃの間に設けられる。
【００２７】
第一基板２ｂは、図３，６に示すように第一ケース４の周壁部４ａ６の内周に設置される。第一基板２ｂには、位置決め部４ａ９が設置される凹部２ｂ７が形成される。したがって第一基板２ｂは、凹部２ｂ７と外周縁によって第一ケース４に対して位置決めされる。第一基板２ｂは、第一ケース４の凹部（第一凹部）４ｈの開口部を覆って、ケース本体４ａと協働して流路４ａ２を形成する。
【００２８】
第二基板２ｃは、図３，６に示すように第一基板２ｂより小さく、一つの第一基板２ｂに対して複数枚（例えば１０枚）設けられる。第二基板２ｃは、第一基板２ｂに設けられた枠体２ｆによって所定領域に位置決めされる。第二基板２ｃと枠体２ｆには第二ケース５が被せられる。第二基板２ｃと枠体２ｆは、第二ケース５の凹部（第二凹部）５ｈの開口部を覆って、ケース本体５ａと協働して流路５ａ２を形成する。
【００２９】
基板２ｂ，２ｃは、図４に示すように導電性を有する金属材料から形成される板本体２ｂ１，２ｃ１を有する。板本体２ｂ１，２ｃ１は、凹部４ｈ側に位置する外面２ｂ８，２ｃ８と、外面２ｂ８，２ｃ８の裏側面である内面２ｂ９，２ｃ９を有する。内面２ｂ９，２ｃ９には、絶縁層２ｂ２，２ｃ２と配線２ｂ３，２ｃ３が設けられる。絶縁層２ｂ２，２ｃ２は、板本体２ｂ１，２ｃ１の内面２ｂ９，２ｃ９に塗布され、板本体２ｂ１，２ｃ１と配線２ｂ３，２ｃ３を電気的に遮断する。
【００３０】
配線２ｂ３，２ｃ３は、図５を参照するように導電性の材料から形成され、絶縁層２ｂ２，２ｃ２の表面に塗布（印刷）される。配線２ｂ３，２ｃ３には、熱伝変換素子２ａが当接されかつ半田付けされる。配線２ｂ３，２ｃ３は、協働して複数の熱伝変換素子２ａを直列に接続する。したがって電流は、熱伝変換素子２ａを順番に流れて基板２ｂ，２ｃの厚み方向に流れ、基板２ｂ，２ｃ間をジグザグに流れる。
【００３１】
第一基板２ｂに設けられた配線２ｂ３は、図５を参照するように主配線２ｂ４と接続配線２ｂ５と端部２ｂ６を有する。主配線２ｂ４は、第二基板２ｃによって覆われる各領域に形成され、熱伝変換素子２ａが主配線２ｂ４に半田付けされる。接続配線２ｂ５は、各領域間に延出して各領域に設けられた主配線２ｂ４を接続する。接続配線２ｂ５は、枠体２ｆによって覆われて、枠体２ｆによって熱媒体と接触することが避けられる。端部２ｂ６は、接続配線２ｂ５から枠体２ｆの外へ延出する。端部２ｂ６には、電極部材６が電気的に接続される（図８参照）。
【００３２】
第一基板２ｂには、図３，６に示すように二個の第一フィン２ｄが設けられる。一方、各第二基板２ｃには各一つの第二フィン２ｅが設けられる。フィン２ｄ，２ｅは、基板２ｂ，２ｃから熱伝変換素子２ａと反対方向に突出し、流路４ａ２，５ａ２内に設置される。フィン２ｄ，２ｅは、図４に示すように板状でかつジグザグ形状であって、ジグザグ間に隙間２ｄ１，２ｅ１が形成される。隙間２ｄ１，２ｅ１は、流路４ａ２，５ａ２を遮断しないように流路４ａ２，５ａ２の長手方向に延出する。
【００３３】
図４に示すように枠体２ｆは、枠本体２ｆ２と張出部２ｆ１を有する。枠本体２ｆ２は、第二基板２ｃの外周に沿って延出して第二基板２ｃの位置を決定する。枠本体２ｆ２は、第一基板２ｂの内面２ｂ９に設置され、第一基板２ｂから第二基板２ｃの横を通って第二ケース５に向けて突出する。張出部２ｆ１は、枠本体２ｆ２から基板２ｂ，２ｃ間に張出して基板２ｂ，２ｃに当接する。枠体２ｆは、第一基板２ｂに接着あるいは型成形時にて第一基板２ｂと一体にされる。
【００３４】
張出部２ｆ１と第二基板２ｃの外周部の間には、図４に示すように液状ガスケット８ｂが設けられる。液状ガスケット８ｂは、熱媒体が張出部２ｆ１と第二基板２ｃの間を通って熱伝変換素子２ａに向けて流れることを抑制する。第一基板２ｂの外周部と第一ケース４の間には、液状ガスケット８ａが設けられる。液状ガスケット８ａは、熱媒体が第一基板２ｂと第一ケース４の間を通って熱伝変換素子２ａに向けて流れることを抑制する。
【００３５】
図４に示すようにケース４，５と枠体２ｆは、溶着部７ａ〜７ｃによって接合される。溶着部７ａ〜７ｃは、ケース４，５と枠体２ｆを振動溶着あるいは熱板溶着によって形成される。溶着部７ａは、ケース４，５の周壁部４ａ６，５ａ６を溶着する。溶着部７ａは、ケース４，５の外周部の全周を溶着することでケース４，５間をシールする。かくしてケース４，５間に外気等が侵入することが溶着部７ａによって抑制され得る。溶着部７ｂは、周壁部５ａ６と枠本体２ｆ２を溶着する。溶着部７ｃは、仕切部５ａ７と枠本体２ｆ２を溶着する。溶着部７ｂ，７ｃは、第二ケース５と枠体２ｆ間をシールする。
【００３６】
ケース４，５は、図４に示すように熱電変換モジュール２を両側から保持する。ケース４，５は、溶着部７ａ〜７ｃによって熱電変換モジュール２との隙間が小さくなるように熱電変換モジュール２を保持する。これによりケース４，５は、大きな力を付与することなく熱電変換モジュール２の基板２ｂ，２ｃを保持し、基板２ｂ，２ｃが熱伝変換素子２ａから剥がれることを抑制し得る。
【００３７】
図８，９に示すようにケース４には、棒状の電極部材６が設けられる。電極部材６は、電性のある金属材料から形成され、ケース４に対してインサート成形される。電極部材６は、導電性のある金属材料から棒状に形成される。電極部材６は、埋設部６ａと第一端部６ｂと第二端部６ｃと接続部６ｄを一体に有する。埋設部６ａは、ケース本体４ａ内をケース本体４ａの長手方向に延出する第一部６ａ１と、第一部６ａ１から直交方向に延出する第二部６ａ２を有する。第一端部６ｂは、ケース本体４ａから突出してコネクタ部４ｇ内を延出する。第一端部６ｂは、コネクタ部４ｇに挿入されるコネクタと電気的に接続されてコネクタを経由してコンバータと電気的に接続される。
【００３８】
図８，９に示すように第二端部６ｃは、第一基板２ｂの凹部２ｂ７から第一基板２ｂの厚み方向に延出しかつ第一基板２ｂの表面よりも上方へ延出する。第二端部６ｃと接続部６ｄの間には屈曲部６ｅが形成される。屈曲部６ｅには溝が形成され、屈曲部６ｅが屈曲容易な構造になっている。屈曲部６ｅは、製造課程で折曲げられて、接続部６ｄを図９の仮想線で示す製造課程位置から実線で示す使用位置に移動させる。
【００３９】
図９に示すように接続部６ｄは、製造課程位置において第一基板２ｂの表面、すなわち第一ケース４の反対側領域を開放する。そのため第一ケース４に対して第一基板２ｂをセットする際に接続部６ｄが邪魔にならない。第一ケース４に第一基板２ｂをセットした後に、屈曲部６ｅを折り曲げ、接続部６ｄを製造課程位置から使用位置に移動させる。使用位置において接続部６ｄを配線２ｂ３に半田付けする。
【００４０】
熱電変換ユニット１は、図示省略のコンバータと電気的に接続され、図１に示すように配管２１，２２と接続される。コンバータは、図９に示す電極部材６を介して各熱伝変換素子２ａに電流を供給する。熱伝変換素子２ａは、第一熱面において吸熱し、図４に示すように第一基板２ｂと第一フィン２ｄを介して第一ケース４に冷熱を供給する。熱伝変換素子２ａは、第二熱面において放熱し、第二基板２ｃと第二フィン２ｅを介して第一ケース４に温熱を供給する。
【００４１】
図１に示すように第一ケース４には、配管２１を介してポンプ１３によって第一熱媒体が供給される。第一熱媒体は、図３に示す導入管４ｂから流路４ａ２に導入され、吐出管４ｃから排出される。第一熱媒体は、流路４ａ２を流れることで第一フィン２ｄと第一基板２ｂを介して熱伝変換素子２ａから冷熱を受ける（図４参照）。
【００４２】
図１に示すように第二ケース５には、配管２２を介してポンプ１５によって第二熱媒体が供給される。第二熱媒体は、図３に示す導入管５ｂから流路５ａ２に導入され、吐出管５ｃから排出される。第二熱媒体は、流路５ａ２を流れることで第二フィン２ｅと第二基板２ｃを介して熱伝変換素子２ａから温熱を受ける（図４参照）。第二熱媒体は、図１に示すように室内温冷熱ユニット１４内を流れることで室内の空気に温熱を供給する。
【００４３】
図３に示すように第一ケース４内の第一熱媒体の流れ方向と第二ケース５内の第二熱媒体の流れ方向は、対向している。そのため熱伝変換素子２ａの吸熱部側と放熱部側の差は、熱伝変換素子２ａの位置における差が小さい。かくして熱電変換モジュール２の全体の熱効率が高い。
【００４４】
以上のように熱電変換ユニット１は、図３，４に示すように流路４ａ２を形成する凹部４ｈを有するケース４と、凹部４ｈの開口部を塞ぎかつ凹部４ｈ側の第一外面２ｂ８と第一外面２ｂ８の裏側面である第一内面２ｂ９を備える第一基板２ｂと、第一基板２ｂの第一内面２ｂ９に設けられる第一配線２ｂ３と、第一基板２ｂよりも面積が小さくかつ第一基板２ｂの第一内面２ｂ９と対向する第二内面２ｃ９と第二内面２ｃ９の裏側面である第二外面２ｃ８を備える複数の第二基板２ｃと、第二基板２ｃの第二内面２ｃ９に設けられる第二配線２ｃ３と、第一基板２ｂと各第二基板２ｃの間に設けられかつ第一配線２ｂ３と電気的に接続される第一熱面と第二配線２ｃ３と電気的に接続される第二熱面を備える複数の熱伝変換素子２ａを有する。
【００４５】
したがって第一基板２ｂは、複数の役割を担う。すなわち第一基板２ｂは、第二基板２ｃと協働して熱伝変換素子２ａに電流を流す役割と、熱伝変換素子２ａの冷熱を流路４ａ２内の熱媒体に伝える役割と、流路４ａ２内を流れる熱媒体を複数の熱伝変換素子２ａに対して仕切る役割を担う。そのため部品の共通化によって熱電変換ユニット１の部品点数が削減される。また第一基板２ｂは、第一ケース４の流路４ａ２内の熱媒体に対して複数の第二基板２ｃとの間に設けられた複数の熱伝変換素子２ａを隔離する。そのため熱電変換ユニット１のシール部材の数を少なくすることができる。また一枚の第一基板２ｂに対して複数の第二基板２ｃが設けられるため、熱伝変換素子２ａによる熱応力は、第二基板２ｃによって分散され得る。そのため熱応力に対する熱電変換モジュール２の耐久性が高くなる。
【００４６】
図４，５に示すように熱電変換ユニット１は、第一基板２ｂの第一内面２ｂ９に設けられる枠体２ｆを有する。枠体２ｆは、各第二基板２ｃの外周に沿う枠本体２ｆ２を有する。したがって枠体２ｆは、各第二基板２ｃを第一基板２ｂに対して位置決めする。
【００４７】
図４，５に示すように第一配線２ｂ３は、第一基板２ｂの第一内面２ｂ９における第二基板２ｃによって覆われる領域に設けられる主配線２ｂ４と、第一基板２ｂの第一内面２ｂ９における複数の第二基板２ｃ間に設けられかつ主配線２ｂ４同士を接続する接続配線２ｂ５を有する。接続配線２ｂ５は、枠体２ｆによって覆われる。したがって第一配線２ｂ３は、第二基板２ｃと枠体２ｆによって覆われ、熱媒体等によって腐食されることが抑制され得る。
【００４８】
図４に示すように枠体２ｆは、枠本体２ｆ２から第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に張出して第一基板２ｂと第二基板２ｃに当接する張出部２ｆ１を有する。したがって張出部２ｆ１は、基板２ｂ，２ｃ間の距離を決定することで、基板２ｂ，２ｃ間に設けられた熱伝変換素子２ａが潰れることを防止し得る。
【００４９】
図４に示すように張出部２ｆ１と第二基板２ｃの間に液状ガスケット８ｂが設けられる。したがって液状ガスケット８ｂによって第二基板２ｃと枠体２ｆの間がシールされ得る。また液状ガスケット８ｂは、張出部２ｆ１と第二基板２ｃの隙間の大きさに対応して張出部２ｆ１と第二基板２ｃを接合する。そのため張出部２ｆ１と第二基板２ｃの間をシールするために熱伝変換素子２ａに加わり得る外力、例えば第二基板２ｃを張出部２ｆ１に押付ける構造によって熱伝変換素子２ａに加わり得る外力が避けられ得る。かくして熱伝変換素子２ａが潰れ難い。
【００５０】
図４に示すように熱電変換ユニット１は、流路５ａ２を形成する第二凹部５ｈを有する第二ケース５を有する。第二凹部５ｈは、第二基板２ｃの第二外面２ｃ８により塞がれる。したがって熱伝変換素子２ａの一方側が第一ケース４内の熱媒体と熱交換され、他方側が第二ケース５内の熱媒体と熱交換され得る。
【００５１】
枠体２ｆは、樹脂製でありかつ射出成形により成形される。したがって枠体２ｆは、射出成形によって第一基板２ｂに一体に接合され得る。かくして枠体２ｆが第一基板２ｂに簡易かつ精度良く位置決めされる。第二基板２ｃは、枠体２ｆによって第一基板２ｂに対して精度良く位置決めされ得る。
【００５２】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、以下の形態であっても良い。例えば熱交換システム１０は、車両の室内の暖房に使用されても良いし、冷房に使用されても良い。冷房に使用する場合は、第一ケース４が配管２２と接続され、第二ケース５が配管２１と接続される。
【００５３】
熱交換システム１０は、車両の室内の冷暖房に使用されても良いし、電池等の車両部品の冷却または加熱に使用されても良いし、あるいは車両以外の製品を冷却または加熱するために使用されても良い。
【００５４】
ケース４，５内に供給される熱媒体は、液体でも良いし、気体でも良い。
【００５５】
熱電変換モジュール２は、フィン２ｄ，２ｅを有していても良いし、フィン２ｄ，２ｅの両方あるいは一つを有していなくても良い。第一基板２ｂに二つのフィン２ｄが設けられても良いし、三つ以上、例えばフィン２ｅと同形状、同数のフィンが設けられても良い。
【００５６】
熱電変換ユニット１は、第二ケース５を有していても良いし、第二ケース５を有しておらずかつ第二基板２ｃ側が大気と熱交換され得る構成であっても良い。
【００５７】
枠体２ｆは、第二基板２ｃを第一基板２ｂに対して平行移動と回転移動を規制する枠本体２ｆ２を有していても良いし、回転移動のみを規制する枠本体２ｆ２を有していても良い。枠体２ｆは、張出部２ｆ１を有していても良いし、張出部２ｆ１を有していなくても良い。
【００５８】
熱伝変換素子２ａは、ペルチェ効果を奏するペルチェ素子であっても良いし、ゼーベック効果またはトムソン効果を奏する素子であっても良い。
【００５９】
配線２ｂ３，２ｃ３は、基板２ｂ，２ｃに印刷によって設けられても良いし、接着、塗布などによって基板２ｂ，２ｃに設けられても良い。
【符号の説明】
【００６０】
１…熱電変換ユニット
２…熱電変換モジュール
２ａ…熱伝変換素子
２ｂ…第一基板
２ｂ２，２ｃ２…絶縁層
２ｂ３…第一配線
２ｂ４…主配線
２ｂ５…接続配線
２ｃ…第二基板
２ｃ３…第二配線
２ｄ…第一フィン
２ｅ…第二フィン
２ｆ…枠体
２ｆ１…張出部
２ｆ２…枠本体
３…ハウジング
４…第一ケース
４ａ２，５ａ２…流路
５…第二ケース
６…電極部材
８ａ，８ｂ…液状ガスケット
１０…交換システム
１１…ジエタ
１２…ンジン
１３，１５…ポンプ
１４…室内温冷熱ユニット
２０，２１，２２…配管
【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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