(57)【要約】【課題】  仕掛品として適当となるように小さくし、かつ、防湿性も確保する。【解決手段】  枠材は、合体可能な上面ケース２２と下面ケース２３とを備えており、合体した状態では矩形平板形状のペルチェ素子２１の吸熱面と放熱面を露出させ、側面を囲い込む。上面ケース２２と下面ケース２３はペルチェ素子２１の相対向する一対の角部に対して側面方向の外側から対面し、同角部に当接可能な当接突起２２ａ，２３ａを有している。当接突起２２ａ，２３ａは必然的にペルチェ素子２１の相対向する一対の角部を両側から挟み込むことになる。枠材の凹部により、ペルチェ素子２１の側面に対して側面方向の外側から対面する略密閉空間を形成し、低透湿性の樹脂を充填することで、防湿性を確保して結露に基づく破損などを防止する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の部材と第二の部材とが合体して矩形平板形状の熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させた状態で側面を囲い込む熱電素子ユニットであって、
前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ、前記熱電素子の相対向する一対の角部に当接可能な当接突起を有するとともに、同突起の間で同熱電素子を挟持可能であり、かつ、前記熱電素子の側面に対面する略密閉空間を形成可能な凹部を有することを特徴とする熱電素子ユニット。
【請求項２】
前記当接突起は、前記熱電素子の両面に備えられる金属板に当接することを特徴とする請求項１に記載の熱電素子ユニット。
【請求項３】
前記当接突起のそれぞれは、前記熱電素子の両面に備えられる金属板のそれぞれ一方に当接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の熱電素子ユニット。
【請求項４】
前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ枠形状であって、前記熱電素子の厚み方向から同熱電素子を挟み込んで合体するとともに、前記熱電素子の対角方向に所定距離だけ移動可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱電素子ユニット。
【請求項５】
前記当接突起は、前記熱電素子の側面に対面する板状に形成され、当接時に弾性変形可能であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の熱電素子ユニット。
【請求項６】
前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ枠形状の一部であって、合体して枠形状を形成するものであり、対角方向へ所定距離だけ変位可能な移動代を備えていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の熱電素子ユニット。
【請求項７】
前記第一の部材と前記第二の部材には、互いにスライド可能に係合するガイド機構を備えていることを特徴とする請求項６に記載の熱電素子ユニット。
【請求項８】
前記第一の部材と前記第二の部材の一方にはネジ固定用の丸穴を形成すると共に、他方にはスライド方向に長円となる長穴をネジ固定用として形成してあることを特徴とする請求項６に記載の熱電素子ユニット。
【請求項９】
前記第一の部材と前記第二の部材のいずれかまたは両方には、前記略密閉空間を通路としたときに両端となる部位の近辺に、それぞれ前記略密閉空間を外部に連通させる連通穴を形成してあることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の熱電素子ユニット。
【請求項１０】
前記当接突起は、枠形状の対角部位に一対形成され、前記連通穴は、それぞれの対角部位を挟む位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載の熱電素子ユニット。
【請求項１１】
密閉用カバーと密閉用底板とにより、密閉空間を形成し、内部に光学機器を収容するとともに、当該密閉空間の内部から外部へと気密性を維持しつつ露出するように配置された熱伝導部材を有し、該熱伝導部材の外部側には熱電素子ユニットが接続された光学装置であって、
前記熱電素子ユニットは、第一の部材と第二の部材とが合体して矩形平板形状の熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させた状態で側面を囲い込むものであり、
前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ、前記熱電素子の相対向する一対の角部に当接可能な当接突起を有するとともに、同突起の間で同熱電素子を挟持可能であり、かつ、前記熱電素子の側面に対面する略密閉空間を形成可能な凹部を有することを特徴とする光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ペルチェ素子などの熱電素子のための熱電素子ユニット、光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子機器の冷却目的でペルチェ素子が利用されている。電子冷却目的で使用されるため、高湿環境等で使用すると結露が生じてしまい、腐食、破損してしまうことがある。結露による腐食や破損を防止するため、ペルチェ素子を気密的に囲い込む防湿処理の技術が知られている。
特許文献１は、ペルチェ素子の両面からシートで挟み、周縁部分では、シート状の熱硬化樹脂を配置し、上下から押圧して固定することで防湿性を確保している。
【０００３】
特許文献２は、ケース上面の凹部にペルチェ素子を載置した後、蓋を被せてペルチェ素子を覆い、さらに蓋の周辺部で接着して防湿性を確保している。
特許文献３は、ペルチェ素子の吸熱側/排熱側の両面をヒートシンクで挟み込み、さらにヒートシンク間の隙間を側面から防湿テープで閉塞して防湿性を確保している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２８４７６１号公報
【特許文献２】特開２０００−１８８４３０号公報
【特許文献３】特開２００２−２８０６２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ペルチェ素子を仕掛品として利用しやすくしたい。しかし、特許文献３に示すようにヒートシンクを付属させてしまうと、仕掛品として大きくなりすぎる。また、特許文献１や特許文献２に示すものは、吸熱側/排熱側を覆うものであるため、間接的にペルチェ素子を接触させることになって熱伝導効率が低下する上、間に介在されるものがある以上、仕掛品として大きくなるのは避けられない。
【０００６】
本発明は、仕掛品として適当となるように小さくし、かつ、防湿性も確保できるようにする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、合体可能な第一の部材と第二の部材とを備え、合体した状態では矩形平板形状の熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させ、矩形平板形状の熱電素子の側面を囲い込む枠材であって、前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ、前記矩形形状の熱電素子の相対向する一対の角部に対して側面方向の外側から対面し、同角部に当接可能な当接突起を有するとともに、前記第一の部材と前記第二の部材とが合体した状態では前記熱電素子の側面に対して側面方向の外側から対面する略密閉空間を形成可能な凹部を有する構成としてある。
【０００８】
前記構成において、枠材は、合体可能な第一の部材と第二の部材とを備えており、合体した状態では矩形平板形状の熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させ、矩形平板形状の熱電素子の側面を囲い込む。ここで、前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ、前記矩形形状の熱電素子の相対向する一対の角部に対して側面方向の外側から対面し、同角部に当接可能な当接突起を有している。従って、前記第一の部材と前記第二の部材を合体させると、当接突起は必然的に矩形形状の熱電素子の相対向する一対の角部を両側から挟み込むことになる。すなわち、前記第一の部材と前記第二の部材とにより、その間に熱電素子を挟持して位置決めできる。
【０００９】
さらに、枠材の凹部により、前記第一の部材と前記第二の部材とが合体した状態では前記熱電素子の側面に対して側面方向の外側から対面する略密閉空間を形成するため、この略密閉空間に低透湿性の樹脂を充填することで、防湿性を確保して結露に基づく破損などを防止する。露出される吸熱面と放熱面を樹脂が覆うことはないが、もともとこれらの面は結露しても内部に浸透するわけではなく、防湿性を考慮する必要がない。
すなわち、樹脂で覆うべき面は覆いつつも、吸熱面と放熱面は露出しているので、仕掛品として大きくならない。
【００１０】
本発明の他の態様として、前記当接突起は、前記熱電素子の両面に備えられる金属板に当接する構成としても良い。
前記構成において、熱電素子は、両面の金属板の間に熱電機能を有する機能素子が挟持されている。一般的には、機能素子に直に機械的応力が集中すると、破損しやすい。これに対して、両面の金属板は固い素材であるから、当接突起が金属板に当接することで位置決めや保持の役割を十分に果たすことができる。
【００１１】
本発明の他の態様として、前記当接突起のそれぞれは、前記熱電素子の両面に備えられる金属板のそれぞれ一方に当接する構成としても良い。
前記構成において、前記第一の部材と前記第二の部材とにそれぞれ備えられている前記当接突起は、前記熱電素子の両面に備えられる金属板のそれぞれ一方に当接する。すなわち、一方の当接突起は一方の金属板に当接し、他方の当接突起は他方の金属板に当接する。両面の金属板の位置精度が必ずしも完璧ではない場合もあるから、当所からそれぞれの当接突起が一方の金属板にだけ当接するようにしておくことにより、両方の金属板に当接して位置決めすることができるようになる。
【００１２】
本発明の他の態様として、前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ枠形状であって、前記熱電素子の厚み方向から同熱電素子を挟み込んで合体するとともに、前記熱電素子の対角方向に所定距離だけ移動可能である構成としても良い。
前記構成において、それぞれ枠形状とした前記第一の部材と前記第二の部材が、前記熱電素子の厚み方向から同熱電素子を挟み込んで合体し、かつ、前記熱電素子の対角方向に所定距離だけ移動することで、熱電素子を対角方向から確実に挟み込むことができる。
【００１３】
本発明の他の態様として、前記第一の部材と前記第二の部材は、前記熱電素子を挟み込んで合体したときに、それぞれの前記当接突起の間隔は公差を含めた前記熱電素子の対角間の最大値よりも大きく、公差を含めた前記熱電素子の対角間の最小値よりも小さい距離まで移動可能である構成としても良い。
前記構成において、前記第一の部材と前記第二の部材とで前記熱電素子を確実に挟み込むためには、最も大きい熱電素子を想定すると、前記当接突起の間隔は公差を含めた前記熱電素子の対角間の最大値よりも大きくなければならない。一方、挟み込んだときに確実に保持できるようにするためには、最も小さい熱電素子を想定して、公差を含めた前記熱電素子の対角間の最小値よりも小さい距離まで移動可能でなければならない。
【００１４】
本発明の他の態様として、前記当接突起は、前記熱電素子の側面に対面する板状に形成され、当接時に弾性変形可能である構成としても良い。
上述したように、熱電素子の大きさには公差分の差があるから、大きなものと小さなものとでは挟まれるときの圧力に大きな差が生じかねない。しかし、前記構成において、前記当接突起が板状に形成されて弾性変形可能であると、前記当接突起が前記熱電素子の側面に対面して当接した時に、挟み込む力が大きくなったとしても弾性変形することで力を調整できる。
【００１５】
本発明の他の態様として、前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ枠形状の一部であって、合体して枠形状を形成するものであり、対角方向へ所定距離だけ変位可能な移動代を備えている構成としても良い。
前記構成において、枠材を形成する前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ枠形状の一部であって、間に前記熱電素子を介在させた状態で合体して枠形状を形成する。また、間に前記熱電素子を挟持して保持するために、移動代の分だけ前記第一の部材と前記第二の部材は対角方向へ所定距離だけ変位し、確実に前記熱電素子を挟持できる。
【００１６】
本発明の他の態様として、前記第一の部材と前記第二の部材のいずれかまたは両方には、前記略密閉空間を通路としたときに両端となる部位の近辺に、それぞれ前記略密閉空間を外部に連通させる連通穴を形成した構成としても良い。
前記構成において、前記第一の部材と前記第二の部材のいずれかまたは両方には、所定の連通穴を形成する。この連通穴は、前記略密閉空間を通路としたときに両端となる部位の近辺に形成され、それぞれ前記略密閉空間を外部に連通させる。言い換えると、この連通穴の一方から樹脂などを充填すると、前記略密閉空間を伝わってその反対側の端部まで充填され、最後に反対側の連通穴から吹き出てくる。単に樹脂が内部に充填されるだけではなく、注入する側からの圧力を受けて略密閉空間を伝わることになり、その際、対面する熱電素子の側面に樹脂が押しつけられて密閉性が向上する。
【００１７】
本発明の他の態様として、前記当接突起は、枠形状の対角部位に一対形成され、前記連通穴は、それぞれの対角部位を挟む位置にそれぞれ形成されている構成としても良い。
前記構成において、枠部材は概略矩形形状であり、その対角部位に当接突起が形成される。すると、前記凹部は、当接突起から当接突起へと向かう二辺に沿って形成される。すなわち、二辺に沿って連通する略密閉空間が形成され、両端に連通穴が形成されることになる。一方の連通穴から低透湿性の樹脂が注入されると、粘性によって所定の抵抗を受けながら徐々に反対側の連通穴へと押し出されていく。このとき、圧力は熱電素子の側面に対して外側から押しつける方向へと作用する。熱電素子の対角を当接突起で挟みつつ、その側面に対して外側から樹脂が押しつけられつつ全周を覆うことになるので、防湿性は良好となる。
【００１８】
本発明の他の態様として、矩形平板形状の熱電素子と、この熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させ、同熱電素子の側面を囲い込む枠形状の枠材とを備える熱電素子ユニットであって、前記枠材は、合体可能な第一の部材と第二の部材とを備え、合体した状態では矩形平板形状の熱電素子の吸熱面と放熱面を露出させ、同熱電素子の側面を囲い込む形状であり、前記第一の部材と前記第二の部材は、それぞれ、前記矩形形状の熱電素子の相対向する一対の角部に対して側面方向の外側から対面し、同角部に当接可能な当接突起を有するとともに、前記第一の部材と前記第二の部材とが合体した状態では前記熱電素子の側面に対して側面方向の外側から対面する略密閉空間を形成可能な凹部を有しており、前記略密閉空間には低透湿性の樹脂を充填した構成としても良い。
前記構成においては、熱電素子に熱電素子ケースを装着して一体化させた熱電素子ユニットとして利用することが可能となる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、熱電素子を樹脂で覆うべき面は覆うことで防湿性を向上させつつも、吸熱面と放熱面は露出しているので、仕掛品として大きくなることのない熱電素子ユニット、光学装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかる熱電素子ユニットを適用した自動車用のヘッドアップディスプレイユニットの概略斜視図である。
【図２】同ヘッドアップディスプレイユニット概略断面図である。
【図３】ペルチェユニット２０の分解斜視図である。
【図４】ペルチェユニット２０の底面側から見た模式図である。
【図５】同ペルチェユニット２０の断面図である。
【図６】ペルチェ素子の断面図である。
【図７】ペルチェ素子に当接する上面ケースと下面ケースの当接突起の位置関係を示す断面図である。
【図８】変形例にかかるペルチェ素子に当接する上面ケースと下面ケースの当接突起の位置関係を示す断面図である。
【図９】変形例にかかる下面ケースの当接突起を示す斜視図である。
【図１０】変形例の枠材の平面図である。
【図１１】同枠材のＢ方向から見た正面図である。
【図１２】密閉用底板の一部を示す斜視図である。
【図１３】防湿剤としての低透湿性の樹脂を充填する熱電素子ケースの断面図である。
【図１４】同熱電素子ケースの平面的な模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。
図１と図２は、本発明の一実施形態にかかる熱電素子ユニットを適用した自動車用のヘッドアップディスプレイユニットを示しており、図１は概略斜視図により、図２は概略断面図により示している。
同図において、ヘッドアップディスプレイユニット１０は、密閉用カバー１１と、ヘッドアップディスプレイモジュール１２と、密閉用底板１３と、熱伝導部材１４と、ペルチェユニット２０と、放熱用ヒートシンク１５とを備えている。密閉用カバー１１と密閉用底板１３とにより、密閉空間を形成し、内部にヘッドアップディスプレイモジュール１２を収容する。ヘッドアップディスプレイモジュール１２が発熱するため、熱伝導部材１４が密閉空間の内部から外部へと気密性を維持しつつ露出するように配置されており、熱伝導部材１４は内部にてヘッドアップディスプレイモジュール１２の発熱部位に当接し、外部にてペルチェユニット２０に当接している。
なお、本実施例においては、ペルチェユニット２０は仕掛品として供給される熱電素子ユニットの一例であり、この熱電素子ユニットが組み込まれたヘッドアップディスプレイユニット１０は光学装置の一例である。ここで、光学装置は、密閉用カバー１１と密閉用底板１３とにより、密閉空間を形成し、内部に光学機器（ヘッドアップディスプレイモジュール１２）を収容するとともに、当該密閉空間の内部から外部へと気密性を維持しつつ露出するように配置された熱伝導部材１４を有し、該熱伝導部材１４の外部側には熱電素子ユニットが接続されている。
【００２２】
ペルチェユニット２０は上面を吸熱側として前記熱伝導部材１４に当接し、下面を放熱側として前記放熱用ヒートシンク１５に当接するように固定される。
図３は、ペルチェユニット２０の分解斜視図である。
ペルチェユニット２０は、概略矩形平板形状のペルチェ素子（熱電素子）２１と、上面ケース（第一部材）２２と、下面ケース（第二部材）２３とを備えている。上面ケース２２は、枠型（枠形状）に形成されており、放熱用ヒートシンク１５に対して位置決めして固定されるための鍔状の固定片２２ｆ〜２２ｆが周縁方向に突き出るように形成されている。下面ケース２３は、上面ケース２２との間にペルチェ素子２１を挟んで保持するものであり、ペルチェ素子２１よりもやや大きめの枠型に形成されている。
【００２３】
このように、前記上面ケース（第一の部材）２２と前記下面ケース（第二の部材）２３は、それぞれ枠形状であって、前記ペルチェ素子（熱電素子）２１の厚み方向から同ペルチェ素子２１を挟み込んで合体するとともに、前記ペルチェ素子２１の対角方向に所定距離だけ移動可能となっている。
なお、ペルチェ素子２１は、リード線２１ｄの引き出し部位が突出する平面形状となっており、これに対応させて上面ケース２２も下面ケース２３もこの突出部位を被覆するように枠の一部が外方に突出する形状となっている。ペルチェ素子２１は概ね矩形形状であるが、その形状は特に限定されるものではなく、また、上面ケース２２も下面ケース２３もペルチェ素子２１に対応させた枠型となっていれば外周が矩形形状となっていてもいなくてもよい。
【００２４】
平板形状のペルチェ素子２１の両面は、放熱面と吸熱面となっている。リード線２１ｄにて印加する電圧の極性に応じて、一方が放熱面となれば他方が吸熱面となる。上面ケース２２と下面ケース２３には、このペルチェ素子２１の両面の放熱面と吸熱面を最大限に露出できるように枠型に形成され、開口部分を有している。
このように、ペルチェユニット２０は、合体可能な上面ケース（第一の部材）２２と下面ケース（第二の部材）２３とを備え、合体した状態では矩形平板形状のペルチェ素子（熱電素子）２１の吸熱面と放熱面を露出させ、矩形平板形状の熱電素子の側面を囲い込む枠材を形成している。上面ケース（第一の部材）２２と下面ケース（第二の部材）２３とにより、ペルチェ素子２１を収容する熱電素子ケースを構成する。また、この熱電素子ケースでペルチェ素子２１を収容したペルチェユニット２０が熱電素子ユニットを構成する。
【００２５】
図４は、ペルチェユニット２０の底面側から見た模式図であり、図５は、同ペルチェユニット２０の断面図である。
上面ケース２２と、下面ケース２３には、一つの角部に当接突起２２ａ，２３ａを備えている。両当接突起２２ａ，２３ａが形成される位置は、上面ケース２２と下面ケース２３とを合体させたときに対角になる位置である。また、上面ケース２２は、中央に窓を形成した枠板部２２ｂと、枠板部２２ｂの周縁を下方に屈曲した周壁２２ｃとを備えている。同様に、下面ケース２３は、中央に窓を形成した枠板部２３ｂと、枠板部２３ｂの周縁を下方に屈曲した周壁２３ｃを備えている。上面ケース２２の方が、下面ケース２３よりも一回り大きく形成してあるので、下面ケース２３の上に上面ケース２２を被せるように両者を合体させると、下面ケース２３は上面ケース２２の下に入り、下面ケース２３の周壁２３ｃの上端を上面ケース２２の枠板部２２ｂの裏面に当接する。
当接突起２２ａ，２３ａは、上面ケース２２と下面ケース２３とがペルチェ素子２１を挟持したときに、それぞれペルチェ素子２１の一対の角部に対して対角方向の外側から当接可能な位置である。上面ケース２２と下面ケース２３とを合体させるにあたり、両者の相対的な位置関係は一義的に定められるようになっていない。言い換えると、下面ケース２３の上に上面ケース２２を被せた状態とき、下面ケース２３と上面ケース２２は平面内でＸＹ方向に相対的に移動可能となっている。このため、下面ケース２３の上にペルチェ素子２１を載せ、さらに上面ケース２２を被せ、当接突起２２ａ，２３ａをペルチェ素子２１の対角に当接させた後、同ペルチェ素子２１を挟み込むように上面ケース２２と下面ケース２３を平面方向においてわずかに移動させる。このようにすることで上面ケース２２と下面ケース２３は、前記当接突起２２ａ，２３ａによってペルチェ素子２１の対角位置にある一対の角部を挟持することができる。さらに、このときペルチェ素子２１の上面と下面は上面ケース２２と下面ケース２３の枠板部２２ｂ，２３ｂに形成した窓を介して外部に露出された状態となっており、放熱および吸熱効果の向上を期待できる。
【００２６】
このように、上面ケース（第一の部材）２２と下面ケース（第二の部材）２３は、それぞれ、矩形形状のペルチェ素子（熱電素子）２１の相対向する一対の角部に対して側面方向の外側から対面し、同角部に当接可能な当接突起２２ａ，２３ａを有しており、上面ケース２２と下面ケース２３とが合体した状態ではペルチェ素子２１の側面に対して側面方向の外側から対面する略密閉空間を形成可能な凹部を有している。
【００２７】
移動可能な範囲では、当接突起２２ａ，２３ａの間隔は最も広い状態から、最も狭い状態へと変化可能である。このとき、ペルチェ素子２１の対角の幅よりも当接突起２２ａ，２３ａの間隔が長くなる状態として上面ケース２２に下面ケース２３を合体させ、この状態から当接突起２２ａ，２３ａでペルチェ素子２１の一対の角部を外側から押さえつけるように上面ケース２２と下面ケース２３との位置を調整する。当接突起２２ａ，２３ａでペルチェ素子２１を外側から挟みつつ押さえつけるようにすれば、ペルチェ素子２１は上面ケース２２と下面ケース２３とで所定位置に位置決めして保持される。なお、後述するようにペルチェ素子２１と上面ケース２２と下面ケース２３とは、樹脂で固定されることになる。
【００２８】
言い換えると、上面ケース（第一の部材）２２と下面ケース（第二の部材）２３とは、前記ペルチェ素子（熱電素子）２１を挟み込んで合体したときに、それぞれの当接突起２２ａ，２３ａの間隔は公差を含めた前記ペルチェ素子２１の対角間の最大値よりも大きく、公差を含めた前記ペルチェ素子２１の対角間の最小値よりも小さい距離まで移動することで、ペルチェ素子２１を対角方向外側から挟持して支持可能となっている。
【００２９】
ここで、発明者らは当初、別の構造でペルチェ素子を上面ケースと下面ケースとで固定しようと試みた。この別の構造では、上面ケースと下面ケースに形成する窓の大きさをペルチェ素子よりも小さく形成し、窓の枠によってペルチェ素子が外れないようにするというものであった。
以下、各部の形状は正方形であり、縦横の寸法は同じであるので、一方の寸法のみを記載する。ペルチェ素子自体の大きさは、１０．０ｍｍで公差が±０．２ｍｍであった。この場合、ペルチェ素子は９．８ｍｍ〜１０．２ｍｍの範囲といえる。一方、上面ケースと下面ケースの製造時の公差が±０．１ｍｍであった。下面ケースにペルチェ素子を載置するとして、そのときの挿入作業性を考慮した結果、ペルチェ素子の収容部位の寸法として１０．６ｍｍとした。この場合も公差があるので、１０．５ｍｍ〜１０．７ｍｍの幅を持つ。窓の大きさとしては、ペルチェ素子の外形よりも０．５ｍｍ内側になるようにする。
【００３０】
すると、最大で１０．７ｍｍとなる収容部位に、最小で９．８ｍとなるペルチェ素子が収容されたときでも、窓の方が０．５ｍｍだけペルチェ素子の縁部よりも内側にならないといけない。このようにすると、片側で１．４ｍｍ確保しないと窓の方が０．５ｍｍだけペルチェ素子の縁部よりも内側になるという条件を満足できない。ペルチェ素子が下面ケースの内部で四方向のいずれ側に移動しても満足させるためには、９．８ｍｍのペルチェ素子に対して窓は２．８ｍｍだけ内側にないといけない。すなわち、窓の大きさは一辺が７．０ｍｍとなる。標準的な寸法として、１０ｍｍ角（１００平方ミリ）のペルチェ素子に対して、窓の大きさは７ｍｍ角（４９平方ミリ）となるため、面積として５１％もロスする。
【００３１】
これに対して本発明のように、上面ケース２２と下面ケース２３のそれぞれに当接突起２２ａ，２３ａを形成し、対角方向からペルチェ素子２１を挟み込む場合は、最も小さいペルチェ素子２１の９．８ｍｍを対象として、０．５ｍｍだけ窓の枠が小さくなる大きさであればよい。すなわち、１０ｍｍ角（１００平方ミリ）のペルチェ素子に対して、窓の大きさは最大で９．３ｍｍ角（８６．４９平方ミリ）となるため、面積として１３．５１％のロスで済む。
むろん、窓から露出するペルチェ素子２１の放熱面と吸熱面が大きいほど、放熱効率や吸熱効率が増すことは言うまでもない。
【００３２】
図６は、ペルチェ素子の断面図、図７は、ペルチェ素子に当接する上面ケースと下面ケースの当接突起の位置関係を示す断面図である。
ペルチェ素子２１は、上面と下面に金属板（あるいはセラミックス板）２１ａ，２１ａを備え、放熱面と吸熱面として機能する。金属板２１ａ，２１ａ間には柱状にペルチェ効果を発生する多数の機能素子２１ｂが配置されており、両端から電流が流れることで一方が放熱面となり、他方が吸熱面となる。電流の極性を逆転すれば、放熱面と吸熱面とが逆転する。上面と下面を金属板２１ａ，２１ａが覆い、側面はシリコーン樹脂２１ｃで被覆する。シリコーン樹脂２１ｃは透湿性があるので、高温多湿環境では水蒸気がペルチェ素子２１内に入り込み、機能素子２１ｂが壊れてしまうことが起きる。なお、側面とは、金属板２１ａ，２１ａで覆われていない部位にあたる。金属板２１ａ，２１ａは透湿性がないので、金属板２１ａ，２１ａで覆われていない部位の透湿性が問題となる。本実施例では、上面と下面を金属板２１ａ，２１ａで被覆しているが、他の素材であってもよい。
【００３３】
図７に示すように、ペルチェ素子２１に対して対角方向から当接突起２２ａ，２３ａが当接する。当接突起２２ａ，２３ａが当接するのは、図に示すようにペルチェ素子２１の両面に備えられる上下の金属板２１ａ，２１ａである。
このとき、上下の金属板２１ａ，２１ａの位置精度によっては、それぞれの当接突起２２ａ，２３ａが二枚の金属板２１ａ，２１ａに対してきちんと当接しないことも起きえる。
【００３４】
図８は、変形例にかかるペルチェ素子に当接する上面ケースと下面ケースの当接突起の位置関係を示す断面図である。
この変形例では、上面ケース２２と下面ケース２３に形成する当接突起２２ｄ，２３ｄの長さを変えてあり、ペルチェ素子２１の厚みよりも短くしてある。このようにすると、上面ケース２２の当接突起２２ｄはペルチェ素子２１の上面の金属板２１ａにだけ当接し、下面ケース２３の当接突起２３ｄはペルチェ素子２１の下面の金属板２１ａにだけ当接する。従って、上下の金属板２１ａ，２１ａの位置精度が悪く、両者にわずかな位置ずれがあるとしても、それぞれの当接突起２２ｄ，２３ｄは確実に一方の金属板２１ａ，２１ａに当接し、ペルチェ素子２１を確実に保持できる。例えば、がたつきなどが生じなくなる。
このように、当接突起２２ｄ，２３ｄのそれぞれは、前記ペルチェ素子２１の両面に備えられる金属板２１ａ，２１ａのそれぞれ一方に当接している。
【００３５】
図９は、変形例にかかる下面ケースの当接突起を示す斜視図である。
これまで示した当接突起２２ａ，２２ｄ，２３ａ，２３ｄは、樹脂にて撓まないように形成されていた。これに対して変形例にかかる当接突起２３ｅ，２３ｅは、薄い板状に形成されており、かつ、ペルチェ素子２１の角に当接するため、角の二辺に対応して二つの当接突起２３ｅ，２３ｅで形成してある。
【００３６】
ペルチェ素子２１は厚み方向において複数の金属片や半導体素子が積層されており、過度な押圧力による変形によって破壊されやすい。本変形例のように、当接突起２３ｄ，２３ｄを薄い板状に形成することで弾性がうまれ、ペルチェ素子２１の対角方向外側から当接突起２３ｄ，２３ｄが当接して押圧する際に、ペルチェ素子２１を過度に押さえつけることが無くなり、破壊を未然に防ぐことができる。
【００３７】
このように、前記当接突起２３ｄは、前記ペルチェ素子（熱電素子）２１の側面に対面する板状に形成され、当接時に弾性変形可能となっている。
これまでペルチェユニット２０は、ペルチェ素子２１を、上面ケース２２と下面ケース２３とからなる枠材で上下方向から挟み込むように支持していた。しかし、枠材は必ずしも上面ケース２２と下面ケース２３とで構成する必要はない。
【００３８】
図１０と図１１は、変形例の枠材を示しており、図１０は同枠材の平面図であり、図１１は同枠材の図中のＢ方向から見た正面図である。
この例では、共に概略Ｌ字形の左枠部２４と右枠部２５とが水平方向に移動しつつ合体して枠形状を形成し、合体前にペルチェ素子２１を水平方向から挟み込む。左枠部２４と右枠部２５は、Ｌ字形とした開口側同士を対面させて近接させることで、矩形の枠材を形成する。また、左枠部２４のＬ字型とした端部２４ａは、上半分の厚みを取り去ることで根本２４ｂ側の約半分の厚みとなっている。一方、右枠部２５はＬ字型とした端部２５ａは、下半分の厚みを取り去ることで根本２５ｂ側の約半分の厚みとなっている。両者の端部２４ａ，２５ａが重なることで根本２４ｂ，２５ｂ部分とほぼ同じ厚みとなる。さらに、左枠部２４の端部２４ａの上面には畝状に突出するスライド突起２４ｃが形成されており、右枠部２５の端部２５ａの下面には同スライド突起２４ｃが入り込むことが可能なスライド溝２５ｃが形成されている。スライド突起２４ｃとスライド溝２５ｃは、左枠部２４と右枠部２５とが水平方向に移動しつつ合体して枠形状を形成する際のスライド方向を規制するガイド機構として形成されている。図１０に示すように、左枠部２４と右枠部２５は間に挟み込むペルチェ素子２１の対角方向であるＡ方向に沿って直進移動可能であり、近接すると、根本２４ｂ，２５ｂに形成されている当接突起２４ｄ，２５ｄがペルチェ素子２１の一対の角部に当接する。当接した状態で左枠部２４と右枠部２５とを接着剤で固定する。
左枠部２４と右枠部２５の根本２４ｂ，２５ｂには近接方向と反対側に突き出るように固定部２４ｅ，２５ｅを形成してある。固定部２４ｅには垂直方向に丸穴２４ｅ１が形成され、固定部２５ｅには垂直方向に長穴２５ｅ１が形成されている。長穴２５ｅ１は上述したスライド方向に沿って長円となっている。ペルチェ素子２１をはじめとする各部の公差内の寸法差の影響により、左枠部２４と右枠部２５とが合体したときの丸穴２４ｅ１と長穴２５ｅ１との間の距離は一定とはならない。一方、このようにペルチェ素子２１を挟持して左枠部２４と右枠部２５とが合体した仕掛品は光学装置に組み込まれる必要がある。
【００３９】
図１２は、光学装置であるヘッドアップディスプレイユニット１０の密閉用底板１３の一部を示す斜視図である。
密閉用底板１３には、熱伝導部材１４が貫通するための開口１３ａが形成され、この開口１３ａを挟んだ縁部の対角位置にはネジ穴１３ｂ，１３ｂが形成されている。左枠部２４の固定部２４ｅの丸穴２４ｅ１と右枠部２５の固定部２５ｅの長穴２５ｅ１にネジ１３ｃを貫通させ、ネジ穴１３ｂ，１３ｂにネジ止めする。右枠部２５と左枠部２４の間隔は一定ではないのに、ネジ穴１３ｂ，１３ｂ間の距離は一定であるが、固定部２５ｅには長穴２５ｅ１を形成してあるので、寸法差にかかわらず固定することができる。
すなわち、左枠部２４（第一の部材）と右枠部２５（第二の部材）は、それぞれ枠形状の一部であって、合体して枠形状を形成するものであり、合体時に接する部位にスライド方向に沿って凹凸のガイド機構（スライド突起２４ｃとスライド溝２５ｃ）を形成してあり、かつ、一方の部材にはネジ固定用の丸穴２４ｅ１を形成すると共に、他方の部材にはスライド方向に長円となる長穴２５ｅ１をネジ固定用として形成してある。
【００４０】
本発明では、ペルチェ素子２１を第一の部材と第二の部材とで対角方向から挟み込んで保持するのに加え、ペルチェ素子２１と枠材の間の側面に低透湿性の樹脂を充填して固定するようにしている。
図１３は、防湿剤としての低透湿性の樹脂を充填する過程を示しており、図１３は、断面図、図１４は平面的な模式図である。
上面ケース２２は、下方に対して開口する凹部２２ｅが形成されており、この凹部２２ｅに対して相対的に下方からペルチェ素子２１が収容され、さらに、下面ケース２３が下方から装着される。凹部２２ｅは下方に対して開口しているので、少なくとも天井面と周縁の内壁面を有している。
【００４１】
下面ケース２３の周縁は上方に向け屈曲された断面形状をしており、その先端は凹部２２ｅ内の天井面に当接している。下面ケース２３の周縁が上方に向け屈曲された断面形状となっているので、少なくとも底壁と周壁を有しており、底壁の上面を底面、周壁の内側面を内壁面と呼ぶ。下面ケース２３の周壁の先端が凹部２２ｅ内の天井面に当接しているので、ペルチェ素子２１の周囲には密閉空間が形成されている。この密閉空間は、上面ケース２２の凹部２２ｅ内の天井面、下面ケース２３における周縁の内壁面、同下面ケース２３の底面、ペルチェ素子２１の側面にて囲まれた空間である。
【００４２】
図１４は下面ケース２３の側から見た状態を模式的に示しており、一点鎖線でペルチェ素子２１の外形を示し、破線で前記密閉空間の外形を示している。ペルチェ素子２１は当接突起２２ａ，２３ａに当接して位置決めされており、その周囲に環状の前記密閉空間が形成されることになる。
前記密閉空間は環状ではあるが、当接突起２２ａから当接突起２３ａへ至る反時計回りの空間と、時計回りの空間とが形成され、これらは通路となっているとも言える。この空間を通路として、当接突起２２ａ，２３ａが形成される対角部位には、同当接突起２２ａ，２３ａを挟むように連通穴２３ｆ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｇを形成してある。すなわち、一つの通路の両端となる部位の近辺に連通穴２３ｆ，２３ｇと連通穴２３ｆ，２３ｇの一対が形成されている。連通穴２３ｆ，２３ｇなので、内部の密閉空間を外部に連通させる。
【００４３】
通路の両端近辺に形成しているのは、樹脂の注入口（連通穴２３ｆ）と排出口（連通穴２３ｇ）とするためである。すなわち、注入口の連通穴２３ｆから低透湿性の樹脂を加圧して充填していくと、同樹脂は通路を通って反対側の連通穴２３ｇに向かって進行し、ついには排出穴である連通穴２３ｇから余剰の樹脂が出てくる。連通穴２３ｆ，２３ｇは通路の完全な両端にある必要はなく、両端近辺にあればよい。また、図１３において、当接突起２２ａ，２３ａを挟む位置に連通穴２３ｆ，２３ｆ，２３ｇ，２３ｇ形成している。前記密閉空間では前記当接突起２２ａ，２３ａは密閉空間の一部を占めることになるので、通路の幅を狭める。このため、通路の途中に当接突起２２ａ，２３ａが配置されることになる対角部位よりも、通路の両端に当接突起２２ａ，２３ａが配置されることになる対角部位に樹脂の注入口（連通穴２３ｆ）と排出口（連通穴２３ｇ）を配置する方が樹脂を充填しやすいと言える。
【００４４】
このようにして低透湿性の樹脂は前記密閉空間に加圧して充填されるが、当初、設計したようにペルチェ素子２１を挿入する際の作業性を考慮して周囲に隙間ができるようにした場合、ペルチェ素子２１の周囲の隙間は一定ではない。公差次第で大きくもなり、小さくもなる。このような状態では、中途半端な微少な隙間が生じてしまい、一定時間、一定の圧力で樹脂を加圧しても、そのような隙間に入り込んでいくとは限らない。すなわち、不安定な製品となりがちである。
【００４５】
これに対して、本発明のようにすると、ペルチェ素子２１は対角方向で当接突起２２ａ，２３ａにて押さえつけられているので、隙間がほぼない状態を維持できる。そして、一定時間、一定の圧力で樹脂を加圧すると、隙間以外の部分で一様に充填することができるし、隙間自体には樹脂は入り込まないので、製品の完成度が一様となる。
本実施例では、連通穴２３ｆ，２３ｇは、下面ケース２３に形成したが、変形例として、上面ケース２２の側に形成しても構わない。また、さらなる変形例として、注入口となる側を下面ケース２３に形成し、排出口となる側を上面ケース２２に形成したり、その逆とするということも可能である。
【００４６】
このように、本実施例によれば、上面ケース（第一の部材）２２と下面ケース（第二の部材）２３のいずれかまたは両方には、前記略密閉空間を通路としたときに両端となる部位の近辺に、それぞれ前記凹部を外部に連通させる連通穴２３ｆ，２３ｇを形成してある。特に、当接突起２２ａ，２３ａは、枠形状の対角部位に一対形成されているが、前記連通穴２３ｆ，２３ｇは、それぞれの対角部位の当接突起２２ａ，２３ａを挟む位置にそれぞれ形成されている。
【００４７】
低透湿性の樹脂は、各種の樹脂を採用可能であることは言うまでもない。ここで、変形例として、上面ケース２２や下面ケース２３を透明の樹脂で形成しておけば、外部から紫外線光を投射したときに前記密閉空間内の樹脂に照射することができる。紫外線光によって硬化する樹脂の接着剤が広く利用されているから、このような紫外線硬化型で低透湿性の接着剤を利用するとより効果的である。
【００４８】
なお、本発明は前記実施例に限られるものでないことは言うまでもない。当業者であれば言うまでもないことであるが、
・前記実施例の中で開示した相互に置換可能な部材および構成等を適宜その組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術であって前記実施例の中で開示した部材および構成等と相互に置換可能な部材および構成等を適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
・前記実施例の中で開示されていないが、公知技術等に基づいて当業者が前記実施例の中で開示した部材および構成等の代用として想定し得る部材および構成等と適宜置換し、またその組み合わせを変更して適用すること
は本発明の一実施例として開示されるものである。
【符号の説明】
【００４９】
１０…ヘッドアップディスプレイユニット、１１…密閉用カバー、１２…光学機器（ヘッドアップディスプレイモジュール）、１３…密閉用底板、１４…熱伝導部材、１５…放熱用ヒートシンク、２０…ペルチェユニット、２１…ペルチェ素子（熱電素子）、２１ａ…金属板（セラミックス板）、２１ｂ…機能素子、２１ｃ…シリコーン樹脂、２１ｄ…リード線、２２…上面ケース（第一部材）、２２ａ，２２ｄ…当接突起、２２ｂ…枠板部、２２ｃ…周壁、２２ｅ…凹部、２２ｆ…固定片、２３…下面ケース（第二部材）、２３ａ，２３ｄ，２３ｅ…当接突起、２３ｂ…枠板部、２３ｃ…周壁、２３ｆ…注入口（連通穴）、２３ｇ…排出口（連通穴）、２４…右枠部（第一部材）、２４ａ…端部、２４ｂ…根本、２４ｃ…ガイド機構（スライド突起）、２４ｄ…当接突起、２４ｅ…固定部、２５…左枠部（第二部材）、２５ａ…端部、２５ｂ…根本、２５ｃ…ガイド機構（スライド溝）、２５ｄ…当接突起、２５ｅ…固定部、２５ｅ１…長穴。
【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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