(57)【要約】【課題】第一基板と第二基板をより好適に位置決めできる熱電変換モジュールを提供する。【解決手段】熱電変換モジュール２の製造方法は、第一基板２ｂの第一内面２ｂ１に第一電極２ｆと第一電極２ｆと重ならない位置で第一電極２ｆに対して所定の相対位置に第一位置決め部２ｈとを設ける工程と、第二基板２ｃの第二内面２ｃ１に第二電極２ｇと第二電極２ｇと重ならない位置で第二電極２ｇに対して所定の相対位置に第二位置決め部２ｉとを設ける工程と、第一基板２ｂの第一電極２ｆに熱電変換素子２ａを設置し、第一位置決め部２ｈに対して中間部材３の第三位置決め部３ｃ１，３ｄ１を位置決めして中間部材３を第一基板２ｂに設置する工程と、中間部材３の第四位置決め部３ｃ２，３ｄ２に対して第二基板２ｃの第二位置決め部２ｉを位置決めして第二基板２ｇを中間部材３に設置して熱電変換素子２ａを第二電極２ｇに当接させる工程を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一基板の第一内面と第二基板の第二内面の間に熱電変換素子が設けられる熱電変換モジュールの製造方法であって、
前記第一基板の前記第一内面に第一電極と前記第一電極と重ならない位置で前記第一電極に対して所定の相対位置に第一位置決め部とを設ける工程と、
前記第二基板の前記第二内面に第二電極と前記第二電極と重ならない位置で前記第二電極に対して所定の相対位置に第二位置決め部とを設ける工程と、
前記第一基板の前記第一電極に前記熱電変換素子を設置し、前記第一位置決め部に対して中間部材の第三位置決め部を位置決めして前記中間部材を前記第一基板に設置する工程と、
前記中間部材の第四位置決め部に対して前記第二基板の前記第二位置決め部を位置決めして前記第二基板を前記中間部材に設置して前記熱電変換素子を前記第二電極に当接させる工程を有する熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の熱電変換モジュールの製造方法であって、
前記第一基板と前記第二基板の間に前記中間部材を設置した状態において、前記第一電極と前記熱電変換素子の間に設けられた半田と、前記第二電極と前記熱電変換素子の間に設けられた半田を溶融する工程を有する熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の熱電変換モジュールの製造方法であって、
前記半田を溶融しかつ冷却した後に、前記中間部材を前記第一基板と前記第二基板の間から取除く工程を有する熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項４】
請求項１または２に記載の熱電変換モジュールの製造方法であって、
前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の少なくとも一つの位置決め部と前記中間部材の間には、前記一つの位置決め部と前記中間部材の相対移動を規制する位置決め構造が設けられ、前記位置決め構造によって前記中間部材の前記第一基板に対する位置または前記中間部材の前記第二基板に対する位置を決定する工程を有する熱電変換モジュールの製造方法。
【請求項５】
熱電変換モジュールであって、
第一電極が設けられた第一内面を有する第一基板と、前記第一内面に対向する第二内面を有しかつ前記第二内面に第二電極が設けられた第二基板と、前記第一電極と前記第二電極の間に設けられる熱電変換素子を有し、
前記第一基板の前記第一内面には前記第一電極と重ならない位置で前記第一電極に対して所定の相対位置に第一位置決め部が形成され、
前記第二基板の前記第二内面には前記第二電極と重ならない位置で前記第二電極に対して所定の相対位置に第二位置決め部が形成され、
前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の間には、中間部材が配置され、
前記中間部材の前記第一位置決め部側には前記第一位置決め部と位置決めされる第三位置決め部が形成され、
前記中間部材の前記第二位置決め部側には前記第二位置決め部と位置決めされる第四位置決め部が形成された熱電変換モジュール。
【請求項６】
請求項５に記載の熱電変換モジュールであって、
前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の少なくとも一つは、前記第一基板の前記第一内面からまたは前記第二基板の前記第二内面から突出し、かつ前記熱電変換モジュールの外側から目視できる位置に設けられる熱電変換モジュール。
【請求項７】
請求項５に記載の熱電変換モジュールであって、
前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の少なくとも一つの位置決め部と前記中間部材の間には、前記一つの位置決め部と前記中間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モジュール。
【請求項８】
請求項７に記載の熱電変換モジュールであって、
前記位置決め構造は、前記中間部材に形成されかつ前記第一基板または前記第二基板に向けて膨らむ曲面と、前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の少なくとも一つに形成されかつ前記曲面の一部が挿入されかつ前記曲面に当接する当接部を有する熱電変換モジュール。
【請求項９】
請求項８に記載の熱電変換モジュールであって、
前記中間部材は、球形状を有し、
前記当接部は、円環状に形成、または円形に沿って設置される複数の要素を有する熱電変換モジュール。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれか一項に記載の熱電変換モジュールであって、
前記第一位置決め部と前記第二位置決め部の少なくとも一つは、メッキまたはレジストである熱電変換モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、第一基板と第二基板の間に熱電変換素子が設けられる熱電変換モジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載の熱電変換モジュールは、第一電極が設けられた第一基板と、第二電極が設けられた第二基板と、第一基板と第二基板の間に設けられて第一電極と第二電極に接続される熱電変換素子を有する。第一基板には、複数のマークが形成されており、マークを基準として第一基板に対する熱電変換素子と第二基板の位置が決定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−５１６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし第一基板と第二基板をより好適に位置決めできる熱電変換モジュール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モジュールまたは熱電変換モジュールの製造方法である。請求項１にかかる熱電変換モジュールの製造方法は、第一基板の第一内面に第一電極と第一電極と重ならない位置で第一電極に対して所定の相対位置に第一位置決め部とを設ける工程と、第二基板の第二内面に第二電極と第二電極と重ならない位置で第二電極に対して所定の相対位置に第二位置決め部とを設ける工程と、第一基板の第一電極に熱電変換素子を設置し、第一位置決め部に対して中間部材の第三位置決め部を位置決めして中間部材を第一基板に設置する工程と、中間部材の第四位置決め部に対して第二基板の第二位置決め部を位置決めして第二基板を中間部材に設置して熱電変換素子を第二電極に当接させる工程を有する。
【０００６】
したがって第一電極と第一位置決め部は、第一基板上において相対的に位置が決定されるために、第一基板の大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。第二電極と第二位置決め部は、第二基板上において相対的に位置が決定されるために、第二基板の大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。中間部材は、第一位置決め部と第二位置決め部によって第一基板と第二基板の位置を決定するため、第一電極と第二電極の相対位置を精確に位置決めし得る。これにより第一電極と第二電極に対して熱電変換素子を確実に当接させ得る。また中間部材は、第一基板と第二基板の間に設けられる。そのため中間部材は、第一基板と第二基板の間に設けられる熱電変換素子が製造課程等において潰れることを抑制し得る。
【０００７】
請求項２において第一基板と第二基板の間に中間部材を設置した状態において、第一電極と熱電変換素子の間に設けられた半田と、第二電極と熱電変換素子の間に設けられた半田を溶融する工程を有する。したがって半田を溶融した際に第一基板と第二基板の隙間高さが小さくなることが中間部材によって抑制され得る。そのため製造課程において熱電変換素子が潰れることが中間部材によって抑制され得る。
【０００８】
請求項３において半田を溶融しかつ冷却した後に、中間部材を第一基板と第二基板の間から取除く工程を有する。したがって中間部材は、他の熱電変換モジュールを製造する際にも使用され得る。
【０００９】
請求項４において第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つと中間部材の間には、前記一つの位置決め部と中間部材の相対移動を規制する位置決め構造が設けられ、位置決め構造によって中間部材の第一基板に対する位置または中間部材の第二基板に対する位置を決定する工程を有する。したがって中間部材と第一基板の相対位置または中間部材と第二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。
【００１０】
請求項５にかかる熱電変換モジュールは、第一電極が設けられた第一内面を有する第一基板と、第一内面に対向する第二内面を有しかつ第二内面に第二電極が設けられた第二基板と、第一電極と第二電極の間に設けられる熱電変換素子を有する。第一基板の第一内面には第一電極と重ならない位置で第一電極に対して所定の相対位置に第一位置決め部が形成される。第二基板の第二内面には第二電極と重ならない位置で第二電極に対して所定の相対位置に第二位置決め部が形成される。第一位置決め部と第二位置決め部の間には、中間部材が配置される。中間部材の第一位置決め部側には第一位置決め部と位置決めされる第三位置決め部が形成され、中間部材の第二位置決め部側には第二位置決め部と位置決めされる第四位置決め部が形成される。
【００１１】
したがって第一電極と第一位置決め部は、第一基板上において相対的に位置が決定されるために、第一基板の大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。第二電極と第二位置決め部は、第二基板上において相対的に位置が決定されるために、第二基板の大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。中間部材は、第一位置決め部と第二位置決め部によって第一基板と第二基板の位置を決定するため、第一電極と第二電極の相対位置を精確に位置決めし得る。これにより第一電極と第二電極に対して熱電変換素子を確実に当接させ得る。また中間部材は、第一基板と第二基板の間に設けられる。そのため第一基板と第二基板の間に設けられる熱電変換素子は、製造課程等において潰れることが中間部材によって抑制され得る。
【００１２】
請求項６において第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つは、第一基板の第一内面からまたは第二基板の第二内面から突出し、かつ熱電変換モジュールの外側から目視できる位置に設けられる。したがって第一基板と第二基板の少なくとも一つは、熱電変換モジュールの外側から目視によって中間部材に対して位置決めされ得る。
【００１３】
請求項７において第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つの位置決め部と中間部材の間には、一つの位置決め部と中間部材の相対移動を規制する位置決め構造が設けられる。したがって中間部材と第一基板の相対位置または中間部材と第二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。
【００１４】
請求項８において位置決め構造は、中間部材に形成されかつ第一基板または第二基板に向けて膨らむ曲面と、第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つに形成されかつ曲面の一部が挿入されかつ曲面に当接する当接部を有する。したがって曲面が当接部によって位置が規制される。これにより中間部材の第一基板または第二基板に対する位置が決定され得る。
【００１５】
請求項９において中間部材は、球形状を有する。当接部は、円環状に形成、または円形に沿って設置される複数の要素を有する。したがって中間部材の中心位置が当接部の円環状または円状の中心に位置決めされ得る。
【００１６】
請求項１０において第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つは、メッキまたはレジストである。したがって第一位置決め部と第二位置決め部の少なくとも一つは、比較的容易に第一基板または第二基板に形成され得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、第一基板の第一電極と第二基板の第二電極に対して熱電変換素子が確実に当接され得る。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】熱電変換モジュールの分解上面図である。
【図８】製造途中の熱電変換モジュールの正面図である。
【図９】図７のIX―IX線断面矢視に相当する製造途中の熱電変換モジュールの断面図である。
【図１０】他の構造にかかる熱電変換モジュールの分解上面図である。
【図１１】図１０の熱電変換モジュールの製造途中における正面図である。
【図１２】図１０の熱電変換モジュールの製造途中における側面図である。
【図１３】図１０のXIII―XIII線断面矢視に相当する図１０の熱電変換モジュールの製造途中における断面図である。
【図１４】他の構造にかかる熱電変換モジュールの分解上面図である。
【図１５】図１４の熱電変換モジュールの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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の外周に沿って形成され、小凹部４ａ１１，５ａ１１にシール部材８，９が設置される。
【００３１】
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が形成される。凹部にケース本体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。
【００３２】
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が形成される。凹部にはケース本体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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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の開口部を覆うことでケース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。
【００３６】
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。
【００３７】
基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１には、図７に示すように電極２ｆ，２ｇと位置決め部２ｈ，２ｉ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。
【００３８】
位置決め部２ｈ，２ｉは、図７に示すように薄膜であって、例えばめっき（金属の薄膜）、ソルダーレジスト（保護膜）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。
【００３９】
位置決め部２ｈ，２ｉは、図７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。
【００４０】
基板２ｂ，２ｃの間には、図７，８に示すように中間部材３が設けられる。中間部材３は、基板２ｂ，２ｃの距離を決定する部材であって、製造課程において基板２ｂ，２ｃの間に設置され、製造課程において取除かれ得る。中間部材３は、第一中間部材３ａと第二中間部材３ｂを有する。第一中間部材３ａは、３つの角部３ｃと２つの長尺部３ｄを有する。第二中間部材３ｂは、１つの角部３ｃと２つの長尺部３ｄを有する。
【００４１】
角部３ｃは、図７，８に示すように第一位置決め部２ｈの第一要素２ｈ１に当接する第三位置決め部（下面）３ｃ１と、第二位置決め部２ｉの第一要素２ｉ１に当接する第四位置決め部（上面）３ｃ２を有する。第三位置決め部３ｃ１と第四位置決め部３ｃ２は、それぞれ第一要素２ｈ１，２ｉ１と同じ形状を有する。長尺部３ｄは、第一位置決め部２ｈの第二要素２ｈ２に対面する第三位置決め部（下面）３ｄ１と、第二位置決め部２ｉの第二要素２ｉ２に対面する第四位置決め部（上面）３ｄ２を有する。第三位置決め部３ｄ１と第四位置決め部３ｄ２は、それぞれ第二要素２ｈ２，２ｉ２と同じ形状を有する。角部３ｃと長尺部３ｄ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。
【００４２】
角部３ｃと長尺部３ｄの間には、図７，８に示すように角部３ｃと長尺部３ｄよりも径が細い連結部３ｅが設けられる。連結部３ｅによって角部３ｃと長尺部３ｄの間に凹部３ｆが形成される。凹部３ｆは、連結部３ｅ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３ｅ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。
【００４３】
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を利用して中間部材３を第一基板２ｂに対して位置決めし、中間部材３を第一基板２ｂの上に設置する。
【００４４】
図８に示すように第二位置決め部２ｈを利用して第二基板２ｃを中間部材３に対して位置決めし、第二基板２ｃを中間部材３の上に設置する。熱電変換素子２ａは、図９に示すように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。半田によって熱電変換素子２ａが電極２ｆ，２ｇに装着される。中間部材３を基板２ｂ，２ｃの間から取除く。各基板２ｂ，２ｃに図４を参照するように各フィン２ｄ，２ｅを接着する。
【００４５】
熱電変換ユニット１を製造する場合は、図３，４に示すようにケース４に複数の熱電変換モジュール２を設置する。ケース４の上にケース５を設置し、ケース５の上にコンバータケース６を設置し、結合具７によってケース４，５とコンバータケース６を結合する。
【００４６】
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。
【００４７】
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、複流路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）。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
以上のように熱電変換モジュール２の製造方法は、図７〜９に示すように第一基板２ｂの第一内面２ｂ１に第一電極２ｆと第一電極２ｆと重ならない位置で第一電極２ｆに対して所定の相対位置に第一位置決め部２ｈとを設ける工程と、第二基板２ｃの第二内面２ｃ１に第二電極２ｇと第二電極２ｇと重ならない位置で第二電極２ｇに対して所定の相対位置に第二位置決め部２ｉとを設ける工程と、第一基板２ｂの第一電極２ｆに熱電変換素子２ａを設置し、第一位置決め部２ｈに対して中間部材３の第三位置決め部３ｃ１，３ｄ１を位置決めして中間部材３を第一基板２ｂに設置する工程と、中間部材３の第四位置決め部３ｃ２，３ｄ２に対して第二基板２ｃの第二位置決め部２ｉを位置決めして第二基板２ｃを中間部材３に設置して熱電変換素子２ａを第二電極２ｇに当接させる工程を有する。
【００５１】
熱電変換モジュール２は、図７〜９に示すように第一電極２ｆが設けられた第一内面２ｂ１を有する第一基板２ｂと、第一内面２ｂ１に対向する第二内面２ｃ１を有しかつ第二内面２ｃ１に第二電極２ｇが設けられた第二基板２ｃと、第一電極２ｆと第二電極２ｇの間に設けられる熱電変換素子２ａを有する。第一基板２ｂの第一内面２ｂ１には第一電極２ｆと重ならない位置で第一電極２ｆに対して所定の相対位置に第一位置決め部２ｈが形成される。第二基板２ｃの第二内面２ｃ１には第二電極２ｇと重ならない位置で第二電極２ｇに対して所定の相対位置に第二位置決め部２ｉが形成される。第一位置決め部２ｈと第二位置決め部２ｉの間には、中間部材３が配置される。中間部材３の第一位置決め部２ｈ側には第一位置決め部２ｈと位置決めされる第三位置決め部３ｃ１，３ｄ１が形成され、中間部材３の第二位置決め部２ｉ側には第二位置決め部２ｉと位置決めされる第四位置決め部３ｃ２，３ｄ２が形成される。
【００５２】
したがって第一電極２ｆと第一位置決め部２ｈは、第一基板２ｂ上において相対的に位置が決定されるために、第一基板２ｂの大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。第二電極２ｇと第二位置決め部２ｉは、第二基板２ｃ上において相対的に位置が決定されるために、第二基板２ｃの大きさのばらつきに影響が少なく相対位置が決定され得る。中間部材３は、第一位置決め部２ｈと第二位置決め部２ｉによって第一基板２ｂと第二基板２ｃの位置を決定するため、第一電極２ｆと第二電極２ｇの相対位置を精確に位置決めし得る。これにより第一電極２ｆと第二電極２ｇに対して熱電変換素子２ａを確実に当接させ得る。また中間部材３は、第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられる。そのため中間部材３は、第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に設けられる熱電変換素子２ａが製造課程等において潰れることを抑制し得る。
【００５３】
図７〜９を参照するように熱電変換モジュール２の製造方法は、第一基板２ｂと第二基板２ｃの間に中間部材３を設置した状態において、第一電極２ｆと熱電変換素子２ａの間に設けられた半田と、第二電極２ｇと熱電変換素子２ａの間に設けられた半田を溶融する工程を有する。したがって半田を溶融した際に第一基板２ｂと第二基板２ｃの隙間高さが小さくなることが中間部材３によって抑制され得る。そのため製造課程において熱電変換素子２ａが潰れることが中間部材３によって抑制され得る。
【００５４】
図７〜９を参照するように半田を溶融しかつ冷却した後に、中間部材３を第一基板２ｂと第二基板２ｃの間から取除く工程を有する。したがって中間部材３は、他の熱電変換モジュール２を製造する際にも使用され得る。
【００５５】
図７〜９に示すように第一位置決め部２ｈと第二位置決め部２ｉは、それぞれ第一基板２ｂの第一内面２ｂ１と第二基板２ｃの第二内面２ｃ１から突出し、かつ熱電変換モジュール２の外側から目視できる位置に設けられる。したがって第一基板２ｂと第二基板２ｃは、熱電変換モジュール２の外側から目視によって中間部材３に対して位置決めされ得る。
【００５６】
基板２ｂ，２ｃと中間部材３は、図７に示すように位置決め部２ｈ，２ｉによって相対位置が決定される。そのため基板２ｂ，２ｃの大きさにばらつきがあった場合でも、基板２ｂ，２ｃと中間部材３の相対位置が位置決め部２ｈ，２ｉによって容易かつ精確に決定され得る。
【００５７】
第一位置決め部２ｈと第二位置決め部２ｉの少なくとも一つは、メッキまたはレジストである。したがって第一位置決め部２ｈと第二位置決め部２ｉの少なくとも一つは、比較的容易に第一基板２ｂまたは第二基板２ｃに形成され得る。
【００５８】
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、熱電変換モジュール２は、図７に示す中間部材３に代えて図１０〜１３に示す中間部材２３を有していても良い。中間部材２３は、図１０に示すように第一中間部材２３ａと第二中間部材２３ｂを有する。第一中間部材２３ａは、３つの角部２３ｃと２つの長尺部２３ｄを有する。
【００５９】
角部２３ｃは、図１０，１１に示すように第一位置決め部２ｈの第一要素２ｈ１に当接する第三位置決め部（下面）２３ｃ１と、第二位置決め部２ｉの第一要素２ｉ１に当接する第四位置決め部（上面）２３ｃ２を有する。第三位置決め部２３ｃ１と第四位置決め部２３ｃ２は、それぞれ第一要素２ｈ１，２ｉ１と同じ形状を有する。長尺部２３ｄは、角部２３ｃ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２３ｃの外側部同士を連結する。長尺部２３ｄは、角部２３ｃよりも厚み（図１１の上下方向の長さ）が小さく、角部２３ｃの高さ略中心同士を連結する。
【００６０】
第二中間部材３ｂは、図１０，１２に示すように角部２３ｃと端部２３ｅと２つの連結部２３ｆを有する。端部２３ｅは、位置決め部２ｈ，２ｉの第二要素２ｈ２，２ｉ２の中央領域に当接する上下面を有する。端部２３ｅの上下面は、第二要素２ｈ２，２ｉ２の中央領域に対応する形状を有する。連結部２３ｆは、角部２３ｃよりも厚み（図１２の左右方向の長さ）が小さく、角部２３ｃの高さ略中心と端部２３ｅの高さ略中心を連結する。角部２３ｃと端部２３ｅは、図１３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。
【００６１】
熱電変換モジュール２は、図７に示す中間部材３と位置決め部２ｈ，２ｉに代えて図１４，１５に示す中間部材２４と位置決め部２ｊ，２ｋを有していても良い。位置決め部２ｊ，２ｋは、各基板２ｂ，２ｃに複数設けられる。位置決め部２ｊ，２ｋは、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。
【００６２】
中間部材２４は、図１４，１５に示すように球形状である。中間部材２４は、第三位置決め部（曲面）２４ａと第四位置決め部（曲面）２４ｂを有する。第三位置決め部２４ａは、第一基板２ｂに向けて膨らむ曲面形状であり、第四位置決め部２４ｂは、第二基板２ｃに向けて膨らむ曲面形状である。第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂは、それぞれ第一位置決め部２ｊと第二位置決め部２ｋ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。
【００６３】
すなわち第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂと当接部２ｊ１，２ｋ１は、第一位置決め部２ｊと第二位置決め部２ｋと中間部材２４の相対移動を規制して、第一位置決め部２ｊと第二位置決め部２ｋと中間部材２４の相対位置を決定する位置決め構造を構成する。中間部材２４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。中間部材２４は、基板２ｂ，２ｃ間に設けられることで熱電変換モジュール２の一部品として残る。
【００６４】
以上のように図１４，１５に示す熱電変換モジュール２は、位置決め部２ｊ，２ｋと中間部材２４の間には、位置決め部２ｊ，２ｋと中間部材２４の相対移動を規制する位置決め構造が設けられる。熱電変換モジュール２の製造方法は、位置決め構造によって中間部材２４の第一基板２ｂと第二基板２ｃに対する位置を決定する工程を有する。したがって中間部材２４と第一基板２ｂ、中間部材２４と第二基板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。
【００６５】
図１４，１５に示すように位置決め構造は、中間部材２４に形成されかつ第一基板２ｂと第二基板２ｃに向けて膨らむ曲面（第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂ）と、位置決め部２ｊ，２ｋに形成されかつ曲面（第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂ）の一部が挿入されかつ曲面（第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂ）に当接する当接部２ｊ１，２ｋ１を有する。したがって曲面（第三位置決め部２４ａと第四位置決め部２４ｂ）が当接部２ｊ１，２ｋ１によって位置が規制される。これにより中間部材２４の第一基板２ｂまたは第二基板２ｃに対する位置が決定され得る。
【００６６】
図１４，１５に示すように中間部材２４は、球形状を有する。当接部２ｊ１，２ｋ１は、円環状に形成される。したがって中間部材２４の中心位置が当接部２ｊ１，２ｋ１の円環状の中心に位置決めされ得る。
【００６７】
中間部材３，２３は、図７，１０に示す構造であっても良いし、図７，１０に示す構造に加えて外方に突出するつまみを有していても良い。これにより中間部材３，２３は、基板２ｂ，２ｃの間から取出す際においてつまみを利用して基板２ｂ，２ｃの間から容易に取出され得る。
【００６８】
中間部材３，２３は、位置決め部２ｈ，２ｉに対応する形状を有していても良いし、位置決め部２ｈ，２ｉに対応する位置に矢印、模様などの印を有していても良い。
【００６９】
位置決め部２ｈ，２ｉは、基板２ｂ，２ｃの内面２ｂ１，２ｃ１に設けられても良いし、位置決め部２ｈ，２ｉの一つまたは両方が基板２ｂ，２ｃの側面に設けられて熱電変換モジュール２の外側から目視し得る位置に設けられても良い。
【００７０】
位置決め部２ｊ，２ｋの当接部２ｊ１，２ｋ１には、円形の開口部２ｊ２，２ｋ２が形成されても良いし、矩形の開口部が形成されても良い。位置決め部は、開口部２ｊ２，２ｋ２が形成された当接部２ｊ１，２ｋ１を有していても良いし、環状（例えば円環状、矩形環状）に並べられる複数の要素を有して複数の要素が中間部材と当接しても良い。
【００７１】
中間部材２４は、球形状でも良いし、各基板２ｂ，２ｃに向けて膨らむ曲面と、曲面を連結する種々形状からなる連結部を有していても良い。中間部材２４と位置決め部２ｊ，２ｋは、円形を基礎とする構造でも良いし、矩形を基礎とする構造で、中間部材と位置決め部が中心のみならず回転方向をも規制し得る構造であっても良い。
【００７２】
中間部材２４と各位置決め部２ｊ，２ｋの間には、中間部材２４を位置決め部２ｊ，２ｋに対して中心位置を決定する位置決め構造が設けられても良いし、中間部材２４と位置決め部２ｊの間のみ、あるいは中間部材２４と位置決め部２ｋの間のみに位置決め構造が設けられても良い。
【００７３】
図１４に示す位置決め部２ｊ，２ｋは、熱電変換モジュール２の外方から目視できる位置に設けられても良いし、目視できない位置に設けられても良い。
【００７４】
図１４に示す位置決め部２ｊ，２ｋは、基板２ｂ，２ｃから中間部材２４に向けて突出する凸形状を有していても良いし、基板２ｂ，２ｃに対して凹形状で中間部材２４の一部が挿入されても良い。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【符号の説明】
【００７７】
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…第一基板
２ｂ１…第一内面
２ｂ２，２ｃ２…外面
２ｃ…第二基板
２ｃ１…第二内面
２ｄ，２ｅ…フィン
２ｆ…第一電極
２ｇ…第二電極
２ｈ，２ｊ…第一位置決め部
２ｉ，２ｋ…第二位置決め部
２ｊ１，２ｋ１…当接部
３，２３，２４…中間部材
３ｃ１，３ｄ１，２３ｃ１…第三位置決め部
３ｃ２，３ｄ２，２３ｃ２…第四位置決め部
４…第一ケース
５…第二ケース
６…コンバータケース
１０…熱交換システム
１１…ラジエタ
１２…エンジン
１３，１４…ポンプ
１４…室内熱交換器
２４ａ…第三位置決め部（曲面）
２４ｂ…第四位置決め部（曲面）
【図１】
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【図２】
2013008736.tif 000004
【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】
2013008736.tif 000011
【図１０】
2013008736.tif 000012
【図１１】
2013008736.tif 000013
【図１２】
2013008736.tif 000014
【図１３】
2013008736.tif 000015
【図１４】
2013008736.tif 000016
【図１５】
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