(57)【要約】【課題】個々に独立した熱電変換モジュールをケースの内部に複数組み付けて成る熱交換ユニットであっても、この組み付けを簡便に行うことができる熱交換ユニットおよび熱電変換モジュールの組み付け方法を提供すること。【解決手段】熱交換ユニット１には、複数のペルチェモジュール２２から成るペルチェモジュール群２０がケース１０の内部に組み付けられている。このペルチェモジュール群２０は、複数のペルチェモジュール２２がシール材５０を介して一体を成した状態でケース１０の内部に組み付けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向して配置される一対の基板間に複数の熱電素子が配置されてなる熱電変換モジュールを複数有し、
前記複数の熱電変換モジュールがケースの内部に組み付けられている熱交換ユニットであって、
前記複数の熱電変換モジュールは、枠体を介して一体を成した状態で前記ケースの内部に組み付けられており、
前記枠体は、前記熱電変換モジュールが挿入される開口部と、前記開口部の内周面に形成され前記一対の基板間に挿入される挿入部とを有していることを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の熱交換ユニットであって、
前記枠体は、シール材からなることを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項３】
請求項１〜２のいずれか１項に記載の熱交換ユニットであって、
前記ケースの内面には、前記枠体における一対の側部が嵌合する一対の溝が形成されていることを特徴とする熱交換ユニット。
【請求項４】
対向して配置される一対の基板間に複数の熱伝素子が配置されてなる熱電変換モジュールをケースの内部に組み付ける熱電変換モジュールの組み付け方法であって、
枠体に形成された挿入部が前記一対の基板間に挿入され、複数の前記熱電変換モジュールと前記枠体が一体を成した状態となるように構成しておき、
この構成した前記複数の熱電変換モジュールを前記ケースの内部に組み付けることを特徴とする熱電変換モジュールの組み付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、熱交換ユニットおよび熱電変換モジュールの組み付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、熱電変換素子（例えば、ペルチェ素子）を有する基板を備えた熱電変換モジュール（例えば、ペルチェモジュール）がケースの内部に組み付けられている熱交換ユニットが既に知られている。ここで、下記特許文献１には、ペルチェモジュールが複数並べて組み付けられている熱交換ユニットが開示されている。これにより、多くの熱を交換できるため、熱交換ユニットで行われる熱交換の効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−５２４５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した特許文献１の技術では、個々に独立した複数のペルチェモジュールがケースの内部に組み付けられているため、この組み付けに手間を要することとなっていた。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、個々に独立した熱電変換モジュールをケースの内部に複数組み付けて成る熱交換ユニットであっても、この組み付けを簡便に行うことができる熱交換ユニットおよび熱電変換モジュールの組み付け方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、対向して配置される一対の基板間に複数の熱電素子が配置されてなる熱電変換モジュールを複数有し、前記複数の熱電変換モジュールがケースの内部に組み付けられている熱交換ユニットであって、前記複数の熱電変換モジュールは、枠体を介して一体を成した状態で前記ケースの内部に組み付けられており、前記枠体は、前記熱電変換モジュールが挿入される開口部と、前記開口部の内周面に形成され前記一対の基板間に挿入される挿入部とを有していることを特徴とする構成である。
この構成によれば、複数の熱電変換モジュールが個々に独立していても、一体もの（各実施例において、熱電変換モジュール群）として扱うことができる。そのため、この複数の熱電変換モジュールをケースの内部に組み付けるとき、この組み付け作業を複数回必要とすることなく、１度で済ませることができる。したがって、熱電変換モジュールをケースの内部に簡便に組み付けることができる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の熱交換ユニットであって、前記枠体は、シール材からなることを特徴とする構成である。
この構成によれば、熱電変換モジュールをケースの内部に組み付けると、基板の熱電素子とケースの内部との間をシールできる。したがって、熱電素子を保護できる。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１〜２のいずれか１項に記載の熱交換ユニットであって、前記ケースの内面には、前記枠体における一対の側部が嵌合する一対の溝が形成されていることを特徴とする構成である。
この構成によれば、熱電変換モジュールをケースの内部に押し込んで組み付けることができる。したがって、熱電変換モジュールをケースの内部により簡便に組み付けることができる。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、対向して配置される一対の基板間に複数の熱伝素子が配置されてなる熱電変換モジュールをケースの内部に組み付ける熱電変換モジュールの組み付け方法であって、枠体に形成された挿入部が前記一対の基板間に挿入され、複数の前記熱電変換モジュールと前記枠体が一体を成した状態となるように構成しておき、この構成した前記複数の熱電変換モジュールを前記ケースの内部に組み付けることを特徴とする方法である。
この方法によれば、請求項１と同様の作用効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１０】
以上、説明したように、本発明の熱交換ユニットおよび熱電変換モジュールの組み付け方法によれば、複数の熱電変換モジュールが個々に独立していても、一体もの（各実施例において、熱電変換モジュール群）として扱うことができる。そのため、この複数の熱電変換モジュールをケースの内部に組み付けるとき、この組み付け作業を複数回必要とすることなく、１度で済ませることができる。したがって、熱電変換モジュールをケースの内部に簡便に組み付けることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、本発明の実施例１に係る熱交換ユニットの分解斜視図であり、ペルチェモジュールをケースの内部に組み付ける前の状態を示している。
【図２】図２は、図１の組み付け後の状態を示している。
【図３】図３は、図２の正面図である。
【図４】図４は、本発明の実施例２に係る熱交換ユニットの分解斜視図であり、ペルチェモジュールをケースの内部に組み付ける前の状態を示している。
【図５】図５は、図４の組み付け後の状態を示している。
【図６】図６は、図５の正面図である。
【図７】図７は、本発明の実施例３に係る熱交換ユニットの分解斜視図であり、ペルチェモジュールをケースの内部に組み付ける前の状態を示している。
【図８】図８は、図７の組み付け後の状態を示している。
【図９】図９は、図８の正面図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施例４に係る熱交換ユニットの分解斜視図であり、ペルチェモジュールをケースの内部に組み付ける前の状態を示している。
【図１１】図１１は、図１０の組み付け後の状態を示している。
【図１２】図１２は、図１１の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、図面を用いて説明する。
（実施例１）
まず、本発明の実施例１を、図１〜３を参照して説明する。この熱交換ユニット１は、主として、ケース１０と、このケース１０の内部に組み付けられるペルチェモジュール群２０とから構成されている。以下に、これらケース１０とペルチェモジュール群２０とを個別に説明していく。
【００１３】
はじめに、図１を参照して、ケース１０から説明していく。このケース１０は、その内部に後述するペルチェモジュール群２０を組み付け可能にハウジング状に形成されている。また、このケース１０の前後面には、その内部と外部とを連通させる開口１２（前面の開口１２のみ記載し、後面の開口１２は記載なし）がそれぞれ形成されている。これにより、後述するペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に組み付けるとき、このペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に押し込んで組み付けることができる。
【００１４】
また、このケース１０の内面（上下左右の４面）のうち、左右の内面には、対を成すようにガイド溝１４が形成されている。これにより、後述するペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に押し込んで組み付けるとき、このペルチェモジュール群２０のシール材５０を嵌め込むことができる。そのため、ペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に組み付けたとき、この組み付けた各ペルチェモジュール２２のフィン４０がケース１０の上下の内面に干渉することを防止できる。この記載が、特許請求の範囲に記載の「前記ケースの内面には、前記枠体における一対の側部が嵌合する一対の溝が形成されている」に相当する。ケース１０は、このように構成されている。
【００１５】
次に、ペルチェモジュール群２０を説明していく。図１からも明らかなように、このペルチェモジュール群２０は、２個のペルチェモジュール２２から成っている。この各ペルチェモジュール２２は、公知の複数のペルチェ素子（図示しない）を有し対向して配置されている一対の基板３０と、この基板３０の上下面に複数形成されたフィン４０とから構成されている。これらペルチェモジュール２２が、特許請求の範囲に記載の「熱電変換モジュール」に相当し、ペルチェ素子が、特許請求の範囲に記載の「熱電素子」に相当する。
【００１６】
そして、このペルチェモジュール２２は、そのペルチェ素子（図示しない）に直流電流を流すと、基板３０の上下面のうちの一方側の面（例えば、上面）に吸熱作用を起こすことができ、同他方側の面（例えば、下面）に放熱作用を起こすことができるように構成されている。なお、これら吸熱および放熱は、フィン４０を介することで、効率よく行うことができる。
【００１７】
また、このペルチェモジュール２２の基板３０の周縁には、軟性を有する合成樹脂から成る枠状に形成されたシール材５０が組み付けられている。このシール材５０が、特許請求の範囲に記載の「枠体」に相当する。このシール材５０には、シール材５０自身に２個のペルチェモジュール２２が挿入される開口部５０ａと、この開口部５０ａの内周面に形成され一対の基板３０間に挿入される挿入部５０ｂとが形成されている。また、このシール材５０は、その両縁５２がケース１０のガイド溝１４に嵌め込み可能に形成されている。
【００１８】
また、このシール材５０は、上述したように、自身５０の両縁５２をケース１０のガイド溝１４に嵌め込んだとき、基板３０のペルチェ素子（図示しない）とケース１０の内部との間をシールできるように形成されている。
【００１９】
なお、この図１からも明らかなように、このシール材５０は、２個のペルチェモジュール２２が個々に独立していても、自身５０にこの独立した２個のペルチェモジュール２２を組み付けると、この組み付けた２個のペルチェモジュール２２が隣り合って一体を成すように形成されている。ペルチェモジュール群２０は、このように構成されている。
【００２０】
続いて、図１〜３を参照して、上述したペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に組み付ける手順を説明する。まず、個々に独立した２個のペルチェモジュール２２の周縁にシール材５０を組み付ける作業を行う。これにより、この２個のペルチェモジュール２２が一体を成したペルチェモジュール群２０が完成する（図１参照）。
【００２１】
この記載が、特許請求の範囲に記載の「枠体に形成された挿入部が前記一対の基板間に挿入され、複数の前記熱電変換モジュールと前記枠体が一体を成した状態となるように構成しておき」に相当する。次に、完成したペルチェモジュール群２０のシール材５０の両縁５２をケース１０のガイド溝１４に対応させる作業を行う。
【００２２】
続いて、この対応させた状態のまま、ペルチェモジュール群２０をケース１０の内部に押し込んで（スライドさせて）いく（図２参照）。この記載が、特許請求の範囲に記載の「この構成した前記複数の熱電変換モジュールを前記ケースの内部に組み付ける」に相当する。この押し込みが完了すると、ペルチェモジュール群２０の組み付け作業も完了する（図３参照）。
【００２３】
本発明の実施例１に係る熱交換ユニット１およびペルチェモジュール２２の組み付け方法は、上述したように構成されている。この構成によれば、個々に独立した２個のペルチェモジュール２２は、シール材５０を介して一体を成すようにペルチェモジュール群２０となってケース１０の内部に組み付けられている。そのため、２個のペルチェモジュール２２が個々に独立していても、一体もの（この場合、ペルチェモジュール群２０）として扱うことができる。したがって、この２個のペルチェモジュール２２をケース１０の内部に組み付けるとき、この組み付け作業を２度必要とすることなく、１度で済ませることができるため、簡便に組み付けることができる。
【００２４】
また、この構成によれば、シール材５０はシール性を備えている。そのため、シール材５０の両縁５２をケース１０のガイド溝１４に嵌め込んだとき、基板３０のペルチェ素子（図示しない）とケース１０の内部との間をシールできる。したがって、ペルチェ素子を保護できる。
【００２５】
また、この構成によれば、ペルチェモジュール群２０は、押し込みによってケース１０の内部に組み付けられている。そのため、ペルチェモジュール群２０をケース１０の内部により簡便に組み付けることができる。
【００２６】
（実施例２）
次に、本発明の実施例２を、図４〜６を参照して説明する。この実施例２の熱交換ユニット１０１は、既に説明した実施例１の熱交換ユニット１と比較すると、ケース１１０の内部に対するペルチェモジュール群２０の組み付けの構造が相違した形態である。なお、以下の説明にあたって、実施例１で説明した部材と同一もしくは均等な構成の部材には、図面において同一符号を付すことで、重複する説明は省略することとする。このことは、後述する実施例３〜４においても同様である。
【００２７】
図４からも明らかなように、この実施例２のケース１１０は、実施例１のケース１０と比較すると、上ケース１１０ａと１１０ｂから成る上下に分割可能な構造となっている。なお、この実施例２のケース１１０にも、実施例１のケース１０と同様に、その前後面には、その内部と外部とを連通させる開口１２がそれぞれ形成されている。また、この実施例２のケース１１０にも、実施例１のケース１０と同様に、その左右の内面には、対を成すようにガイド溝１４が形成されている。ケース１１０は、このように構成されている。
【００２８】
続いて、図４〜６を参照して、ペルチェモジュール群２０をケース１１０の内部に組み付ける手順を説明する。まず、実施例１と同様に、個々に独立した２個のペルチェモジュール２２の周縁にシール材５０を組み付ける作業を行う。これにより、この２個のペルチェモジュール２２が一体を成したペルチェモジュール群２０が完成する（図４参照）。
【００２９】
次に、完成したペルチェモジュール群２０を、例えば、下ケース１１０ｂの内部に組み付ける作業を行う。このとき、組み付けるペルチェモジュール群２０のシール材５０の両縁５２を下ケース１１０ｂのガイド溝１４に嵌め込ませる作業を行う。
【００３０】
続いて、この嵌め込ませた状態のまま、下ケース１１０ｂに上ケース１１０ａを組み付ける作業を行う。このとき、上ケース１１０ａの内部にペルチェモジュール群２０を組み付けると共に、この組み付けるペルチェモジュール群２０のシール材５０の両縁５２を上ケース１１０ａのガイド溝１４に嵌め込ませる作業を行う（図５参照）。この下ケース１１０ｂに上ケース１１０ａを組み付ける作業が完了すると、ペルチェモジュール群２０の組み付け作業も完了する（図６参照）。
【００３１】
本発明の実施例２に係る熱交換ユニット１０１およびペルチェモジュール２２の組み付け方法は、上述したように構成されている。この構成によれば、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。
【００３２】
（実施例３）
次に、本発明の実施例３を、図７〜９を参照して説明する。この実施例３の熱交換ユニット２０１は、既に説明した実施例１の熱交換ユニット１と比較すると、ペルチェモジュール群２２０をケース１０の内部に組み付け易くした形態である。
【００３３】
図７からも明らかなように、この実施例３のペルチェモジュール群２２０は、実施例１のペルチェモジュール群２０と比較すると、そのシール材５０の周縁には、剛性を有する合成樹脂から成る枠状に形成された基材６０が組み付けられている。このシール材５０と基材６０が、特許請求の範囲に記載の「枠体」に相当する。この基材６０は、実施例１で説明したシール材５０と同様に、その両縁６２がケース１０のガイド溝１４に嵌め込み可能に形成されている。ペルチェモジュール群２２０は、このように構成されている。
【００３４】
続いて、図７〜９を参照して、上述したペルチェモジュール群２２０をケース１０の内部に組み付ける手順を説明する。まず、実施例１と同様に、個々に独立した２個のペルチェモジュール２２にシール材５０を組み付ける作業を行う。次に、シール材５０の周縁に基材６０を組み付ける作業を行う。これにより、この２個のペルチェモジュール２２が一体を成したペルチェモジュール群２２０が完成する（図７参照）。
【００３５】
この記載が、特許請求の範囲に記載の「枠体に形成された挿入部が前記一対の基板間に挿入され、複数の前記熱電変換モジュールと前記枠体が一体を成した状態となるように構成しておき」に相当する。次に、実施例１と同様に、完成したペルチェモジュール群２２０の基材６０の両縁６２をケース１０のガイド溝１４に対応させる作業を行う。
【００３６】
続いて、この対応させた状態のまま、ペルチェモジュール群２２０をケース１０の内部に押し込んで（スライドさせて）いく（図８参照）。この記載が、特許請求の範囲に記載の「この構成した前記複数の熱電変換モジュールを前記ケースの内部に組み付ける」に相当する。この押し込みが完了すると、ペルチェモジュール群２２０の組み付け作業も完了する（図９参照）。
【００３７】
本発明の実施例３に係る熱交換ユニット２０１およびペルチェモジュール２２の組み付け方法は、上述したように構成されている。この構成によれば、実施例１と同様の作用効果を得ることができる。また、この構成によれば、基材６０の両縁６２がケース１０のガイド溝１４に押し込まれるため、実施例１と比較すると、この押し込みを行い易い。したがって、実施例１と比較すると、ペルチェモジュール群２２０をケース１０の内部に組み付け易い。
【００３８】
（実施例４）
最後に、本発明の実施例４を、図１０〜１２を参照して説明する。この実施例４の熱交換ユニット３０１は、既に説明した実施例２の熱交換ユニット１０１のケース１１０と、既に説明した実施例３の熱交換ユニット２０１のペルチェモジュール群２２０とを組み合わせた形態である。そのため、これらは、実施例２および実施例３で説明済みのため、その詳細な説明は省略することとする。
【００３９】
本発明の実施例４に係る熱交換ユニット３０１およびペルチェモジュール２２の組み付け方法は、上述したように構成されている。この構成によれば、実施例２と同様の作用効果を得ることができる。また、この構成によれば、実施例３と同様の作用効果を得ることができる。
【００４０】
上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
各実施例では、ペルチェモジュール群２０、１２０は、２個のペルチェモジュール２２から成っている例を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ペルチェモジュール群２０は、２個以上のペルチェモジュール２２であれば、いくつであっても構わない。
【符号の説明】
【００４１】
１      熱交換ユニット（実施例１）
１０    ケース
２０    ペルチェモジュール群
２２    ペルチェモジュール
３０    基板
５０    シール材
６０    基材
１０１  熱交換ユニット（実施例２）
１１０  ケース
２０１  熱交換ユニット（実施例３）
２２０  ペルチェモジュール群
３０１  熱交換ユニット（実施例４）
【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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