(57)【要約】【課題】熱電変換素子の潰れを効果的に抑制しつつ一対のケースを結合する構造を有す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、一対のケース４，５と、一対のケース４，５の間に設けられ各ケース４，５に対面する一対の基板２ｂ，２ｃと、一対の基板２ｂ，２ｃの間に設けられる複数の熱電変換素子２ａと、ケース４，５とケース４，５と対向する基板２ｂ，２ｃとの間に設けられかつ基板２ｂ，２ｃの外周部に沿って配置される環状のシール部材８，９と、シール部材８，９に対して基板２ｂ，２ｃを挟んでケース４，５の積重ね方向において同じ位置に並んで一対の基板２ｂ，２ｃの間に設けられかつ各基板２ｂ，２ｃに当接する柱部材３を有する。一対のケース４，５は、一対のケース４，５を近接する方向に押力を付与しつつ結合されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱電変換ユニットであって、
一対のケースと、
前記一対のケースの間に設けられ前記ケースの積重ね方向に対向する一対の基板と、
前記一対の基板の間に設けられる複数の熱電変換素子と、
前記ケースの少なくとも一つと該ケースと対向する前記基板との間に設けられかつ前記基板の外周部に沿って配置される環状のシール部材と、
前記シール部材に対して前記基板を挟んで前記ケースの積重ね方向において同じ位置に並んで前記一対の基板の間に設けられかつ前記各基板に当接する柱部材とを有し、
前記一対のケースは、前記一対のケースを近接する方向に押力を付与しつつ結合されてい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、
前記シール部材は、一つの前記ケースと該ケースに対面する一つの前記基板の間に設けられる第一シール部材と、他の前記ケースと他の前記基板の間に設けられる第二シール部材を有する熱電変換ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の熱電変換ユニットであって、
少なくとも一つの前記ケースには、開放構造の流路が形成され、前記流路の開放部が一つの前記基板によって塞がれ、
前記シール部材は、前記開口部の外側において前記開口部の全周に設けられて前記一つのケースと前記一つの基板の間をシールする熱電変換ユニット。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
前記基板は、矩形状であって、
前記柱部材と前記シール部材は、それぞれ少なくともその一部が前記基板の角部近傍に位置する熱電変換ユニット。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
前記柱部材は、複数の前記熱電変換素子を囲う環状でかつ前記一対の基板の間をシールす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、
前記柱部材は、弾性材料から形成さ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、
前記柱部材と前記シール部材は、同じ材料から形成される熱電変換ユニット。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一つに記載の熱電変換ユニットであって、
前記各基板は、前記柱部材に対向する内面を有し、前記内面には、前記基板に対する前記柱部材の位置を決定し得る位置決め部と、前記熱電変換素子が接続される電極が設けられる熱電変換ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の熱電変換ユニットであって、
前記位置決め部と前記柱部材の間には、前記位置決め部と前記柱部材の相対移動を規制する位置決め構造が設けら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、熱電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の図１に記載の熱電変換ユニットは、相互に対面する一対の基板と、一対の基板の間に設けられる複数の熱電変換素子と、一対の基板の間に設けられかつ各基板に当接する柱部材を有する。したがって一対の基板が近接することが柱部材によって抑制され得る。特許文献１の図６に記載の熱電変換ユニットは、開口構造の流路が形成された一対のケースと、一対のケースの間に設けられて流路の開口部を塞ぐ一対の基板と、一対の基板の間に設けられる複数の熱電変換素子を有する。したがって熱電変換素子は、基板を介して流路を流れる熱媒体と熱交換し得る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３０７８２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし熱電変換素子の潰れを効果的に抑制しつつ一対のケースを結合する構造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にかかる熱電変換ユニットは、一対のケースと、一対のケースの間に設けられケースの積重ね方向に対向する一対の基板と、一対の基板の間に設けられる複数の熱電変換素子と、ケースの少なくとも一つと該ケースと対向する基板との間に設けられかつ基板の外周部に沿って配置される環状のシール部材と、シール部材に対して基板を挟んでケースの積重ね方向において同じ位置に並んで一対の基板の間に設けられかつ各基板に当接する柱部材とを有する。一対のケースは、一対のケースを近接する方向に押力を付与しつつ結合されている。
【０００６】
したがって一対のケースが近接する方向に押されると、ケースと基板の間に設けられたシール部材を介して一対の基板が近接する方向に力を受ける。一対の基板が近接することが柱部材によって抑制される。シール部材と柱部材は、ケースの積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのためシール部材と柱部材の間には、ケースに加えられる押力に対して位置がずれることで生じるトルクが発生し難く、前記押力が柱部材によって効果的に支持される。またシール部材は、シール部材の弾性力によって柱部材に加わる力を小さくし得る。そのため基板間に設けられた熱電変換素子が潰れることが抑制され得る。また一対の基板は、シール部材の弾性力によってケースに対してガタ付くことも抑制され得る。
【０００７】
請求項２においてシール部材は、一つのケースと該ケースに対面する一つの基板の間に設けられる第一シール部材と、他のケースと他の基板の間に設けられる第二シール部材を有する。したがって第一シール部材と第二シール部材と柱部材は、ケースの積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのため一対のケースが近接する方向に押されると、第一シール部材と第二シール部材と柱部材の間にはトルクが生じ難い。そのため効果的にケースに加えられる押力が第一シール部材と第二シール部材と柱部材によって受け止められ得る。
【０００８】
請求項３において少なくとも一つのケースには、開放構造の流路が形成され、流路の開放部が一つの基板によって塞がれる。シール部材は、開口部の外側において開口部の全周に設けられて一つのケースと一つの基板の間をシールする。したがってシール部材は、力を受ける機能とシールする機能を担う。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少なくなる。
【０００９】
請求項４において基板は、矩形状である。柱部材とシール部材は、それぞれ少なくともその一部が基板の角部近傍に位置する。したがって柱部材とシール部材は、ケースに加えられる押力が集中し易い基板の角部近傍において前記押力を受け得る。そのため押力によって生じ得るトルクが抑制され、押力が効果的に柱部材とシール部材によって受け止められ得る。
【００１０】
請求項５において柱部材は、複数の熱電変換素子を囲う環状でかつ一対の基板の間をシールする。そのため一対の基板間の熱電変換素子は、柱部材によって外気あるいは熱媒体などから遮断され得る。また柱部材は、力を受ける機能と一対の基板間をシールする機能を担う。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少なくなる。
【００１１】
請求項６において柱部材は、弾性材料から形成される。したがって柱部材は、ケースに加えられる押力によって弾性変形して基板間のシールを確実に行うことができる。
【００１２】
請求項７において柱部材とシール部材は、同じ材料から形成される。したがって柱部材とシール部材を同一部品にすることができ、これによって熱電変換ユニットの値段を低くすることができる。柱部材とシール部材は、どちらも環状でかつケースの積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのため柱部材とシール部材の間においてトルクが生じ難く、柱部材とシール部材がケースに加えられる押力を効果的に受け止め得る。
【００１３】
請求項８において各基板は、柱部材に対向する内面を有する。内面には、基板に対する柱部材の位置を決定し得る位置決め部と、熱電変換素子が接続される電極が設けられる。したがって一対の基板は、位置決め部と柱部材によって相対的な位置が決定され得る。これにより一対の基板の相対位置が精確に決定され、熱電変換素子が各基板の各電極に確実に接続され得る。
【００１４】
請求項９において位置決め部と柱部材の間には、位置決め部と柱部材の相対移動を規制する位置決め構造が設けられる。したがって柱部材と基板の相対位置が簡易かつ精確に決定され得る。例えば目視等することなく精確に決定され得る。
【発明の効果】
【００１５】
したがって熱電変換素子の潰れを効果的に抑制しつつ一対のケースを結合することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【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線断面矢視図である。
【図５】図２のV―V線断面矢視図である。
【図６】図２のVI―VI線断面矢視図である。
【図７】熱電変換ユニットの一部の分解上面図である。
【図８】他の構造における熱電変換ユニットの一部の分解上面図である。
【図９】図８の熱電変換ユニットの一部断面図である。
【図１０】他の構造における熱電変換ユニットの一部の分解上面図である。
【図１１】図１０の熱電変換ユニットの一部断面図である。
【図１２】図１０の熱電変換ユニットの一部断面図である。
【図１３】他の構造における熱電変換ユニットの一部の分解上面図である。
【図１４】図１３の熱電変換ユニットの一部断面図である。
【図１５】他の構造における熱電変換ユニットの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一つの実施の形態を図１〜７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と室内熱交換器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。
【００１８】
熱電変換ユニット１は、図１に示すように配管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。
【００１９】
熱電変換ユニット１は、図１に示すように配管２２によって室内熱交換器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と室内熱交換器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、室内熱交換器１４から室内の空気に熱を放出する。したがって室内熱交換器１４によって室内が暖められ得る。
【００２０】
熱電変換ユニット１は、図２，３に示すように第一ケース４と第二ケース５と複数の熱電変換モジュール２を有する。第一ケース４は、図３，５に示すようにケース本体４ａと管部材４ｂと折返し部材４ｃを有する。ケース本体４ａは、底部４ａ１と、底部４ａ１の両側縁に立設する側壁４ａ２と、底部４ａ１の前縁に立設する第一端面４ａ３と、底部４ａ１の後縁に立設する第二端面４ａ４を一体に有する。底部４ａ１には、前縁と後縁に渡って延出して第一ケース４内を仕切る一対の仕切板４ａ１０が形成される。仕切板４ａ１０によって第一ケース４内には並行する複数の流路４ｆ，４ｇが形成される。
【００２１】
第二ケース５は、図３，６に示すようにケース本体５ａと管部材５ｂと折返し部材５ｃを有する。ケース本体５ａは、天部５ａ１と、天部５ａ１の両側縁から垂下する側壁５ａ２と、天部５ａ１の前縁から垂下する第一端面５ａ３と、天部５ａ１の後縁から垂下する第二端面５ａ４を一体に有する。天部５ａ１には、前縁と後縁に渡って延出して第二ケース５内を仕切る一対の仕切板５ａ１０が形成される。仕切板５ａ１０によって第二ケース５内には並行する複数の流路５ｆ，５ｇが形成される。
【００２２】
ケース本体４ａ，５ａは、図３，５，６に示すように仕切板４ａ１０，５ａ１０と側壁４ａ２，５ａ２の間を延出する梁４ａ８，５ａ８を有する。梁４ａ８，５ａ８は、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇを遮断しないように底部４ａ１または天部５ａ１から離れている。ケース本体４ａ，５ａは、梁４ａ８，５ａ８と仕切板４ａ１０，５ａ１０と側壁４ａ２，５ａ２によって複数（例えば１０個）の収納領域に区画される。ケース本体４ａの各収納領域に各熱電変換モジュール２の下側部分が収容され、ケース本体５ａの各収納領域に各熱電変換モジュール２の上側部分が収容される。
【００２３】
第一端面４ａ３，５ａ３には、図３，５，６に示すように流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇに開口する開口部４ａ６，５ａ６が形成される。第一端面４ａ３，５ａ３には、管部材４ｂ，５ｂが取付けられる。第二端面４ａ４，５ａ４には、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇに開口する開口部４ａ７，５ａ７が形成される。第二端面４ａ４，５ａ４には、折返し部材４ｃ，５ｃが取付けられる。
【００２４】
管部材４ｂ，５ｂは、図３，５，６に示すように取付部４ｂ１，５ｂ１と導入管４ｂ２，５ｂ２と吐出管４ｂ３，５ｂ３を一体に有する。取付部４ｂ１，５ｂ１は、板状であって第一端面４ａ３，５ａ３に取付けられる。導入管４ｂ２，５ｂ２と吐出管４ｂ３，５ｂ３は、取付部４ｂ１，５ｂ１から並行に延出する。導入管４ｂ２，５ｂ２と取付部４ｂ１，５ｂ１には、流路４ｆ，５ｆと連通する導入路４ｂ４，５ｂ４が形成される。吐出管４ｂ３，５ｂ３と取付部４ｂ１，５ｂ１には、流路４ｇ，５ｇと連通する吐出路４ｂ５，５ｂ５が形成される。
【００２５】
取付部４ｂ１，５ｂ１には、図３，５，６に示すようにケース４，５に向けて突出する突出部４ｂ６，５ｂ６が形成される。突出部４ｂ６，５ｂ６は、略三角形状であって、開口部４ａ６，５ａ６に嵌合される。突出部４ｂ６，５ｂ６は、導入路４ｂ４，５ｂ４または吐出路４ｂ５，５ｂ５から遠くなるほど流路断面が大きくなるように導入路４ｂ４，５ｂ４と吐出路４ｂ５，５ｂ５に対して傾斜する傾斜面４ｂ７，５ｂ７を有する。
【００２６】
折返し部材４ｃ，５ｃは、図３，５，６に示すように取付部４ｃ１，５ｃ１と一対の突出部４ｃ２，５ｃ２を有する。取付部４ｃ１，５ｃ１は、板状であって第二端面４ａ４，５ａ４に取付けられる。突出部４ｃ２，５ｃ２は、略三角形状であって、開口部４ａ７，５ａ７に嵌合される。突出部４ｃ２，５ｃ２は、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇから隣接する流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇに向けて傾斜する傾斜面４ｃ３，５ｃ３を有する。
【００２７】
ケース本体４ａ，５ａは、図３，４に示すように側壁４ａ２，５ａ２から外方に突出する複数の円筒部４ａ５，５ａ５を有する。円筒部４ａ５，５ａ５には金属管４ｅ，５ｅが設けられる。金属管４ｅ，５ｅは、円筒部４ａ５，５ａ５を高さ方向に貫通する。第一金属管４ｅの内周面には、雌ねじが形成される。
【００２８】
ケース本体４ａ，５ａには、図４に示すように対向する面に収納凹部４ａ１２，５ａ１２と小凹部４ａ１１，５ａ１１が形成される。収納凹部４ａ１２，５ａ１２には、熱電変換モジュール２の中央部（基板２ｂ，２ｃと熱電変換素子２ａ）が収容される。収納凹部４ａ１２，５ａ１２の深さは、熱電変換モジュール２の中央部の厚みよりも大きい。小凹部４ａ１１，５ａ１１は、収納凹部４ａ１２，５ａ１２の底面に凹設される。小凹部４ａ１１，５ａ１１は、熱電変換モジュール２の外周縁に沿って環状に形成され、小凹部４ａ１１，５ａ１１にシール部材８，９が設置される。
【００２９】
ケース本体５ａには、図４に示すように熱電変換モジュール２の外側において環状に凹部５ａ１３が形成される。凹部５ａ１３にケース本体４ａ，５ａ間を液密にするシール部材１８が設けられる。図３に示すようにケース本体５ａの天部５ａ１の中央には、一対の開口部５ｈが形成される。開口部５ｈは、コンバータケース６によって塞がれる。
【００３０】
コンバータケース６は、図３に示すようにアルミニウム製であって底部６ａと底部６ａの外周縁に立設する外周壁６ｂを一体に有する。外周壁６ｂには外方に突出する複数のリング部６ｃが形成される。リング部６ｃは、第二金属管５ｅの端部に当接される。図４に示すようにケース本体５ａには、開口部５ｈの外側において環状に凹部５ａ１４が形成される。凹部５ａ１４にはケース本体５ａとコンバータケース６を液密にするシール部材１７が設置される。
【００３１】
ケース４，５とコンバータケース６は、図２，４に示すように厚み方向に重ねられ、結合具７によって接合される。結合具（ボルト）７は、頭部７ａと、頭部７ａよりも細くかつ外周面に雄ねじが形成されたねじ本体７ｂを一体に有する。ねじ本体７ｂは、リング部６ｃの孔６ｃ１と第二金属管５ｅを貫通し、第一金属管４ｅに螺合される。
【００３２】
熱電変換モジュール２は、図４に示すように熱電変換素子２ａと基板２ｂ，２ｃとフィン２ｄ，２ｅを有する。熱電変換素子（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。熱電変換素子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。複数の熱電変換素子２ａが第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられる。
【００３３】
基板２ｂ，２ｃは、図３，４，７に示すように絶縁材料から形成され、内面２ｂ１，２ｃ１と外面２ｂ２，２ｃ２を有する。外面２ｂ２，２ｃ２は、ケース４，５に対面し、ケース４，５の開口部を覆ってケース４，５と協働して流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇを形成する。外面２ｂ２，２ｃ２には、フィン２ｄ，２ｅが装着される。
【００３４】
フィン２ｄ，２ｅは、図４に示すように基板２ｂ，２ｃから熱電変換素子２ａと反対方向に突出する。フィン２ｄ，２ｅは、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。フィン２ｄ，２ｅは、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇ内に設置され、隙間２ｄ１，２ｅ１は、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇを遮断しないように流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇの長手方向に広がっている。
【００３５】
基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１には、図７に示すように電極２ｆ，２ｇが設けられる。電極２ｆ，２ｇは、導電材料から形成され、基板２ｂ，２ｃに塗布または接着される。電極２ｆ，２ｇは、内面２ｂ１，２ｃ１の中央領域に縦方向に複数列、横方向に複数列設けられる。
【００３６】
第一基板２ｂ、２ｃの間には、図４，７に示すように柱部材３が設けられる。柱部材３は、基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１に当接して基板２ｂ，２ｃが近接することを抑制する。柱部材３は、ゴムなどの弾性材料で形成される。柱部材３は、環状でかつ矩形状である。柱部材３は、基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１の外周縁に沿う。柱部材３は、略矩形状であって、基板２ｂ，２ｃの角部近傍に設けられる角部３ａと、基板２ｂ，２ｃの側縁に沿って延出する直線部３ｂを有する。
【００３７】
柱部材３は、図４，７に示すように基板２ｂ，２ｃの厚み方向にシール部材８，９と並ぶ。これにより柱部材３とシール部材８，９は、ケース４，５を近接する方向に押す結合具７の押力の方向に並ぶ。
【００３８】
シール部材８，９は、図４，７に示すように柱部材３と同じ形状を有し、柱部材３と同じ材料で形成される。シール部材８，９は、基板２ｂ，２ｃの外面２ｂ２，２ｃ２の外周縁に沿って延出する。シール部材８，９は、基板２ｂ，２ｃの角部近傍に設けられる角部８ａ，９ａと、基板２ｂ，２ｃの側縁に沿って延出する直線部８ｂ，９ｂを有する。シール部材８，９は、基板２ｂ，２ｃの全周に設けられて、基板２ｂ，２ｃとケース４，５の間をシールする。
【００３９】
熱電変換モジュール２を製造する場合は、図７に示すように基板２ｂ，２ｃの電極２ｆ，２ｇにペースト状の半田を塗布する。第一基板２ｂの第一電極２ｆの上に熱電変換素子２ａを設置する。第一基板２ｂの第一内面２ｂ１の上に柱部材３を設置する。第二基板２ｃを第一基板２ｂに重ねて、熱電変換素子２ａを半田を介して第二電極２ｇに当接する。ペースト状の半田を溶融（リフロー）しかつ冷却して半田を固体状にする。各基板２ｂ，２ｃに各フィン２ｄ，２ｅを接着する（図４を参照）。
【００４０】
熱電変換ユニット１を製造する場合は、図３，４に示すように第一ケース４に複数の熱電変換モジュール２と第一シール部材８を装着し、第二ケース５に第二シール部材９を装着する。第一ケース４の上に第二ケース５を設置し、第二ケース５の上にコンバータケース６を設置する。結合具７によってケース４，５とコンバータケース６を結合し、結合具７がケース４，５を近接する方向に押力を加える。結合具７の押力は、シール部材８，９を介して基板２ｂ，２ｃに伝わり、該押力がシール部材８，９と柱部材３によって受け止められる。
【００４１】
コンバータケース６に図２に示すようにコンバータ１６を装着する。コンバータ１６は、ケース本体４ａから延出する端子５ｎと電気的に接続される。コンバータ１６は、入力された電圧を所定の電圧に変換し、直流電流を端子５ｎに供給する。直流電流は、端子５ｎからケース本体５ａに設けられた電極を介して各熱電変換モジュール２に供給される（図４参照）。直流電流は、電極２ｆ，２ｇによって複数の熱電変換素子２ａを直列に流れる。熱電変換素子２ａは、電流が供給されることで、第二基板２ｃと第二フィン２ｅを介して吸熱し、第一基板２ｂと第一フィン２ｄを介して放熱する。
【００４２】
図１に示すようにポンプ１３が配管２０，２１を経由して第二ケース５に第一熱媒体を供給する。第一熱媒体が図２，３に示すように導入管５ｂ２から流路５ｆに導入され、流路５ｇを経て吐出管５ｂ３から排出される。第一熱媒体は、流路５ｆ，５ｇを流れることで第二フィン２ｅと第二基板２ｃを介して熱電変換素子２ａから冷熱を受ける（図４参照）。
【００４３】
第一熱媒体は、図２，３に示すようにケース本体５ａの開口部５ｈを介してコンバータケース６に接触する。第一熱媒体は、コンバータ１６から発せられた熱をコンバータケース６を経由して受ける。したがって第一熱媒体は、コンバータ１６を冷却する。
【００４４】
図１に示すようにポンプ１５が配管２２を経由して第一ケース４に第二熱媒体を供給する。第二熱媒体は、図２，３に示すように導入管４ｂ２から流路４ｆに導入され、流路４ｇを経て吐出管４ｂ３から排出される。第二熱媒体は、流路４ｆ，４ｇを流れることで第一フィン２ｄと第一基板２ｂを経由して熱電変換素子２ａから温熱を受ける（図４参照）。第二熱媒体は、図１に示すように室内熱交換器１４を流れて室内の空気に温熱を放出する。
【００４５】
以上のように熱電変換ユニット１は、図４に示すように一対のケース４，５と、一対のケース４，５の間に設けられケース４，５の積重ね方向に対向する一対の基板２ｂ，２ｃと、一対の基板２ｂ，２ｃの間に設けられる複数の熱電変換素子２ａと、ケース４，５とケース４，５と対向する基板２ｂ，２ｃとの間に設けられかつ基板２ｂ，２ｃの外周部に沿って配置される環状のシール部材８，９と、シール部材８，９に対して基板２ｂ，２ｃを挟んでケース４，５の積重ね方向において同じ位置に並んで一対の基板２ｂ，２ｃの間に設けられかつ各基板２ｂ，２ｃに当接する柱部材３を有する。一対のケース４，５は、一対のケース４，５を近接する方向に押力を付与しつつ結合されている。
【００４６】
したがって一対のケース４，５が近接する方向に押されると、ケース４，５と基板２ｂ，２ｃの間に設けられたシール部材８，９を介して一対の基板２ｂ，２ｃが近接する方向に力を受ける。一対の基板２ｂ，２ｃが近接することが柱部材３によって抑制される。シール部材８，９と柱部材３は、ケース４，５の積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのためシール部材８，９と柱部材３の間には、ケース４，５に加えられる押力に対して位置がずれることで生じるトルクが発生し難く、前記押力が柱部材３によって効果的に支持される。またシール部材８，９は、シール部材８，９の弾性力によって柱部材３に加わる力を小さくし得る。そのため基板２ｂ，２ｃ間に設けられた熱電変換素子２ａが潰れることが抑制され得る。また一対の基板２ｂ，２ｃは、シール部材８，９の弾性力によってケース４，５に対してガタ付くことも抑制され得る。
【００４７】
シール部材８，９は、図４に示すように第一ケース４と第一ケース４に対面する第一基板２ｂの間に設けられる第一シール部材８と、第二ケース５と第二ケース５に対面する第二基板２ｃの間に設けられる第二シール部材９を有する。したがって第一シール部材８と第二シール部材９と柱部材３は、ケース４，５の積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのため一対のケース４，５が近接する方向に押されると、第一シール部材８と第二シール部材９と柱部材３の間にはトルクが生じ難い。そのため効果的にケース４，５に加えられる押力が第一シール部材８と第二シール部材９と柱部材３によって受け止められ得る。
【００４８】
ケース４，５には、図３，４に示すように開放構造の流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇが形成され、流路４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇの開放部が基板２ｂ，２ｃによって塞がれる。シール部材８，９は、開口部の外側において開口部の全周に設けられてケース４，５と基板２ｂ，２ｃの間をシールする。したがってシール部材８，９は、力を受ける機能とシールする機能を担う。そのため部品の共通化によって熱電変換ユニット１の部品点数が少なくなる。
【００４９】
基板２ｂ，２ｃは、図７に示すように矩形状である。柱部材３とシール部材８，９は、それぞれ少なくともその一部が基板２ｂ，２ｃの角部近傍に位置する。したがって柱部材３とシール部材８，９は、ケース４，５に加えられる押力が集中し易い基板２ｂ，２ｃの角部近傍において押力を受け得る（図４参照）。そのため押力によって生じ得るトルクが抑制され、押力が効果的に柱部材３とシール部材８，９によって受け止められ得る。
【００５０】
柱部材３は、図７に示すように複数の熱電変換素子２ａを囲う環状でかつ一対の第一基板２ｂ．２ｃの間をシールする。そのため一対の基板２ｂ，２ｃ間の熱電変換素子２ａは、柱部材３によって外気あるいは熱媒体などから遮断され得る。また柱部材３は、力を受ける機能と一対の基板２ｂ，２ｃ間をシールする機能を担う。そのため部品の共通化によって熱電変換ユニット１の部品点数が少なくなる。
【００５１】
柱部材３は、図４に示すように弾性材料から形成される。したがって柱部材３は、ケース４，５に加えられる押力によって弾性変形して基板２ｂ，２ｃ間のシールを確実に行うことができる。
【００５２】
柱部材とシール部材は、図４，７に示すように同じ材料から形成される。したがって柱部材３とシール部材８，９を同一部品にすることができ、これによって熱電変換ユニット１の値段を低くすることができる。柱部材３とシール部材８，９は、どちらも環状でかつケース４，５の積重ね方向において同じ位置に並んでいる。そのため柱部材３とシール部材８，９の間においてトルクが生じ難く、柱部材３とシール部材８，９がケース４，５に加えられる押力を効果的に受け止め得る。
【００５３】
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、熱電変換ユニット１は、図７に示す柱部材３に代えて図８，９に示す柱部材２３を有していても良い。柱部材２３は、図８，９に示すように基板２ｂ，２ｃの間に設けられ内面２ｂ１，２ｃ１に当接する。
【００５４】
基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１には、図８に示すように位置決め部２ｈ，２ｉが設けられる。位置決め部２ｈ，２ｉは、めっき、ソルダーレジストなどの薄膜である。位置決め部２ｈ，２ｉは、基板２ｂ，２ｃの外周領域に塗布、印刷、ろう付け等によって設けられる。位置決め部２ｈ，２ｉは、基板２ｂ，２ｃから厚み方向に突出し、熱電変換モジュール２の側方から目視され得る。
【００５５】
位置決め部２ｈ，２ｉは、図８に示すように第一要素２ｈ１，２ｉ１と第二要素２ｈ２，２ｉ２を有する。第一要素２ｈ１，２ｉ１は、矩形状であって、基板２ｂ，２ｃの角部に設けられる。第二要素２ｈ２，２ｉ２は、基板２ｂ，２ｃの側縁に沿って形成され、第一要素２ｈ１，２ｉ１の間を延出する。第一要素２ｈ１，２ｉ１と第二要素２ｈ２，２ｉ２の間には、スリット２ｈ３，２ｉ３が形成される。
【００５６】
柱部材２３は、図８に示すように第一柱部材２３ａと第二柱部材２３ｂを有する。第一柱部材２３ａは、３つの角部２３ｃと２つの長尺部２３ｄを有する。第二柱部材２３ｂは、１つの角部２３ｃと２つの長尺部２３ｄを有する。角部２３ｃは、第一要素２ｈ１，２ｉ１と同じ形状を有する上下面を有し、上下面が第一要素２ｈ１，２ｉ１に当接する。長尺部２３ｄは、第二要素２ｈ２，２ｉ２と同じ形状を有する上下面を有し、上下面が第二要素２ｈ２，２ｉ２に当接する。角部２３ｃと長尺部２３ｄは、熱電変換素子２ａの高さと略同じあるいは少し高い高さを有する。
【００５７】
角部２３ｃと長尺部２３ｄの間には、図８，９に示すように角部２３ｃと長尺部２３ｄよりも径が細い連結部２３ｅが設けられる。連結部２３ｅによって角部２３ｃと長尺部２３ｄの間に凹部２３ｆが形成される。凹部２３ｆは、連結部２３ｅの全周において形成され、熱電変換モジュール２の側方から目視され得る。連結部２３ｅは、位置決め部２ｈ，２ｉのスリット２ｈ３，２ｉ３の幅と同じ幅を有する。
【００５８】
熱電変換モジュール２を製造する場合は、図７に示すように基板２ｂ，２ｃの電極２ｆ，２ｇにペースト状の半田を塗布する。第一基板２ｂの第一電極２ｆの上に熱電変換素子２ａを設置する。第一位置決め部２ｈを利用して柱部材２３を第一基板２ｂに対して位置決めする。柱部材２３を第一基板２ｂの上に設置して接着する。
【００５９】
図８，９に示すように第二位置決め部２ｈを利用して第二基板２ｃを柱部材２３に対して位置決めする。第二基板２ｃを柱部材２３の上に設置して接着する。これにより熱電変換素子２ａが第二電極２ｇに当接する。熱電変換素子２ａは、リフローされた半田によって電極２ｆ，２ｇに対して装着される。各基板２ｂ，２ｃに対して各フィン２ｄ，２ｅを接着する。
【００６０】
柱部材２３は、図８，９に示すように基板２ｂ，２ｃの厚み方向にシール部材８，９と並ぶ。これにより柱部材２３とシール部材８，９は、ケース４，５を近接する方向に押す結合具７の押力の方向に並ぶ。
【００６１】
以上のように各基板２ｂ，２ｃは、図８，９に示すように柱部材２３に対向する内面２ｂ１，２ｃ１を有する。内面２ｂ１，２ｃ１には、基板２ｂ，２ｃに対する柱部材２３の位置を決定し得る位置決め部２ｈ，２ｉと、熱電変換素子２ａが接続される電極２ｆ，２ｇが設けられる。したがって一対の基板２ｂ，２ｃは、位置決め部２ｈ，２ｉと柱部材２３によって相対的な位置が決定され得る。これにより一対の基板２ｂ，２ｃの相対位置が精確に決定され、熱電変換素子２ａが各基板２ｂ，２ｃの各電極２ｆ，２ｇに確実に接続され得る。
【００６２】
熱電変換ユニット１は、図８，９に示す柱部材２３に代えて図１０〜１２に示す柱部材２４を有していても良い。柱部材２４は、第一柱部材２４ａと第二柱部材２４ｂを有する。第一柱部材２４ａは、３つの角部２４ｃと２つの長尺部２４ｄを有する。
【００６３】
角部２４ｃは、図１０，１１に示すように位置決め部２ｈ，２ｉの第一要素２ｈ１，２ｉ１と同じ形状を有する上下面を有する。角部２４ｃの上下面が第一要素２ｈ１，２ｉ１に当接され、接着される。長尺部２４ｄは、角部２４ｃよりも幅（図１０の上下方向あるいは左右方向の長さ）が小さく、角部２４ｃの外側部同士を連結する。長尺部２４ｄは、角部２４ｃよりも厚み（図１１の上下方向の長さ）が小さく、角部２４ｃの高さ略中心同士を連結する。
【００６４】
第二柱部材２４ｂは、図１０，１２に示すように角部２４ｃと端部２４ｅと２つの連結部２４ｆを有する。端部２４ｅは、位置決め部２ｈ，２ｉの第二要素２ｈ２，２ｉ２の中央領域に対応する形状を有する上下面を有する。端部２４ｅの上下面は、第二要素２ｈ２，２ｉ２に当接され、接着される。連結部２４ｆは、角部２４ｃよりも厚み（図１２の左右方向の長さ）が小さく、角部２４ｃの高さ略中心と端部２４ｅの高さ略中心を連結する。
【００６５】
角部２４ｃと端部２４ｅは、熱電変換素子２ａの高さと略同じあるいは少し高い高さを有する。柱部材２４は、図１０〜１２に示すように基板２ｂ，２ｃの厚み方向にシール部材８，９と並ぶ。これにより柱部材２４とシール部材８，９は、ケース４，５を近接する方向に押す結合具７の押力の方向に並ぶ。
【００６６】
熱電変換ユニット１は、図７に示す柱部材３に代えて図１３，１４に示す柱部材２５を有していても良い。柱部材２５は、図１３，１４に示すように基板２ｂ，２ｃの間に設けられて、基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１に当接する。基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１には、位置決め部２ｊ，２ｋが設けられる。
【００６７】
位置決め部２ｊ，２ｋは、図１３，１４に示すように各基板２ｂ，２ｃの各角部近傍に位置する。位置決め部２ｊ，２ｋは、円形で環状の当接部２ｊ１，２ｋ１を有する。当接部２ｊ１，２ｋ１は、基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１から基板２ｂ，２ｃの厚み方向に突出する。当接部２ｊ１，２ｋ１の中心には、円形の開口部２ｊ２，２ｋ２が形成される。
【００６８】
柱部材２５は、図１３，１４に示すように球形状である。柱部材２５は、第一基板２ｂに向けて膨らむ曲面２５ａと、第二基板２ｃに向けて膨らむ曲面２５ｂを有する。曲面２５ａ，２５ｂは、位置決め部２ｈ，２ｉに当接することで、曲面中心が開口部２ｊ２，２ｋ２の中心に位置決めされる。すなわち曲面２５ａ，２５ｂと当接部２ｊ１，２ｋ１は、位置決め部２ｊ，２ｋと柱部材２５の相対移動を規制して、位置決め部２ｊ，２ｋと柱部材２５の相対位置を決定する位置決め構造を構成する。
【００６９】
柱部材２５は、図１３，１４に示すように熱電変換素子２ａの高さと略同じあるいは少し高い高さを有する。柱部材２５は、基板２ｂ，２ｃの厚み方向にシール部材８，９と並ぶ。これにより柱部材２５とシール部材８，９は、ケース４，５を近接する方向に押す結合具７の押力の方向に並ぶ。
【００７０】
以上のように位置決め部２ｊ，２ｋと柱部材２５の間には、図１３，１４に示すように位置決め部２ｊ，２ｋと柱部材２５の相対移動を規制する位置決め構造が設けられる。したがって柱部材２５と基板２ｂ，２ｃの相対位置が簡易かつ精確に決定され得る。例えば目視等することなく精確に決定され得る。
【００７１】
熱電変換ユニット１は、図４に示すように流路４ｇ，５ｆが形成されたケース４，５を有していても良いし、図１５に示すように流路が形成されていないケース２６，２７を有していても良い。
【００７２】
熱電変換ユニット１は、図４に示す結合具７を有していても良いし、図１５に示す結合具２８を有していても良い。結合具２８は、図１５に示すように連結部材２８ａと取付部材２８ｂを有する。連結部材２８ａは、架橋部２８ａ１と当接部２８ａ２を有する。架橋部２８ａ１は、熱電変換モジュール２の外側において一対のケース２６，２７の間を延出する。当接部２８ａ２は、架橋部２８ａ１の端部から延出してケース２６，２７に当接する。取付部材２８ｂは、当接部２８ａ２を貫通しケース２６，２７に螺合されるねじ本体２８ｂ２と、当接部２８ａ２に当接する頭部２８ｂ１を有する。結合具２８は、ケース２６，２７を近接する方向に押力を付しつつケース２６，２７を結合する。
【００７３】
熱電変換ユニット１は、シール部材８，９を有していても良いし、シール部材８，９の一つのみを有していても良い。
【００７４】
柱部材２３〜２５は、弾性変形量の少ない樹脂、金属などから形成されても良いし、弾性変形量の多いゴムなどの弾性材料から形成されても良い。
【００７５】
柱部材３，２３〜２５は、環状であっても良いし、環状でなくても良い。柱部材３，２３〜２５は、基板２ｂ，２ｃの間をシールする構造でも良いし、シールしない構造でも良い。
【００７６】
熱電変換素子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。
【００７７】
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２１と接続され、第二ケース５が配管２２と接続される。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。
【００７８】
ケース４，５は、一対のケース４，５を近接する方向に押力を加える結合具７，２８によって結合されても良いし、一対のケースを近接する方向にケース４，５に押力を加えつつケース４，５を溶接等によって結合しても良い。
【符号の説明】
【００７９】
１…熱電変換ユニット
２…熱電変換モジュール
２ａ…熱電変換素子
２ｂ，２ｃ…基板
２ｂ１，２ｃ１…内面
２ｆ，２ｇ…電極
２ｈ，２ｉ，２ｊ，２ｋ…位置決め部
３，２３，２４，２５…柱部材
４，５，２６，２７…ケース
４ｆ，４ｇ，５ｆ，５ｇ…流路
６…コンバータケース
７，２８…結合具
８…第一シール部材
９…第二シール部材
１０…熱交換システム
１１…ラジエタ
１２…エンジン
１３，１５…ポンプ
１４…室内熱交換器
【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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