(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ｐ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｐ型素子配列基板と、ｎ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｎ型素子配列基板の少なくとも一方と、ｐ型熱電素子の第２挿入凹部とｎ型熱電素子の第２挿入凹部とを隣り合わせに複数配列形成したｐｎ集合配列基板と、前記ｐ型熱電素子の第２挿入凹部同士とｎ型熱電素子の第２挿入凹部同士の少なくとも一方の配列ピッチとほぼ等しい配列ピッチで複数の貫通の素子挿通孔を間隔を介して配列形成したガイド基板とを用意し、前記ｐ型素子配列基板に形成したｐ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｐ型の熱電素子を挿入するｐ型熱電素子挿入工程と、前記ｎ型素子配列基板に形成したｎ型熱電素子の第１挿入凹部にｎ型の熱電素子を挿入するｎ型熱電素子挿入工程の少なくとも一方を行ない、前記ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板のうち熱電素子を挿入した一方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記ｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部とを位置合わせ対向させて、前記一方側の素子配列基板上に前記ｐｎ集合配列基板を重ね合わせて第１の重ね合わせ体とし、該第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を前記一方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板のｐ型またはｎ型の前記一方側の第２挿入凹部に移動配置し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板の上の素子配列基板を外し、前記ｐｎ集合配列基板の他方側の熱電素子の第２挿入凹部と前記ガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして該ガイド基板を前記ｐｎ集合配列基板に重ね合わせて第２の重ね合わせ体を形成し、該第２の重ね合わせ体の前記ガイド基板の素子貫通孔を通して、前記ｐｎ集合配列基板の他方側の熱電素子の第２挿入凹部にそれぞれ他方側の熱電素子を挿入することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板に配列したｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動してｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を前記素子固定用基板上に交互に整列配置することを特徴とする熱電素子の整列方法。
【請求項２】
ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板の両方を用意してｐ型熱電素子挿入工程とｎ型熱電素子挿入工程の両方を行ない、第１の重ね合わせ体の形成工程と、該第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を対応する型の一方側の素子配列基板の第１挿入凹部からｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部に移動配置する工程と、第２の重ね合わせ体の形成工程とを順に行ない、該第２の重ね合わせ体をひっくり返して他方側の熱電素子を挿入したｐ型またはｎ型の他方側の素子配列基板上に配置し、その他方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記第２の重ね合わせ体のガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして重ね合わせて第３の重ね合わせ体を形成し、該第３の重ね合わせ体をひっくり返すことにより前記ガイド基板の素子挿通孔を通して前記他方側の熱電素子を前記他方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板の第２挿入凹部に移動配置することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板に配列したｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動してｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を前記素子固定用基板上に交互に整列配置することを特徴とする請求項１記載の熱電素子の整列方法。
【請求項３】
ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列した後、前記ｐｎ集合配列基板上に素子固定用基板の素子固定面を対向させて重ね合わせ、その状態で前記素子固定用基板と前記ｐｎ集合配列基板をひっくり返して前記ｐ型の熱電素子と前記ｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動して交互に整列配置することを特徴とする請求項１または請求項２記載の熱電素子の整列方法。
【請求項４】
ｐ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｐ型素子配列基板と、ｎ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｎ型素子配列基板の少なくとも一方と、ｐ型熱電素子の第２挿入凹部とｎ型熱電素子の第２挿入凹部とを隣り合わせに複数配列形成したｐｎ集合配列基板と、前記ｐ型熱電素子の第２挿入凹部同士と前記ｎ型熱電素子の第２挿入凹部同士の少なくとも一方の配列ピッチとほぼ等しい配列ピッチで複数の貫通の素子挿通孔を間隔を介して配列形成したガイド基板とを一揃えとして有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の熱電素子の整列方法に適用される素子配列用器具。
【請求項５】
請求項４記載の素子配列用器具を用いて熱電素子を整列させる熱電素子の整列装置であって、ｐ型素子配列基板に形成したｐ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｐ型の熱電素子を挿入するｐ型熱電素子挿入手段と、ｎ型素子配列基板に形成したｎ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｎ型の熱電素子を挿入するｎ型熱電素子挿入手段と、前記ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板のうち熱電素子を挿入した一方側の素子配列基板上に、その一方側の素子配列基板の第１挿入凹部とｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部とを位置合わせ対向させて前記ｐｎ集合配列基板を重ね合わせて第１の重ね合わせ体を形成する第１の重ね合わせ体形成手段と、前記第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を前記一方側の素子配列基板の第１挿入凹部から対応する型の前記ｐｎ集合配列基板の第２挿入凹部に移動配置する熱電素子移動手段と、他方側の熱電素子の第２挿入凹部とガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして該ガイド基板を前記ｐｎ集合配列基板に重ね合わせて第２の重ね合わせ体を形成する第２の重ね合わせ体形成手段と、前記第２の重ね合わせ体をひっくり返して前記他方側の熱電素子を挿入したｐ型またはｎ型の他方側の素子配列基板上に配置し、その他方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記第２の重ね合わせ体のガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして重ね合わせて第３の重ね合わせ体を形成する第３の重ね合わせ体形成手段と、前記第３の重ね合わせ体をひっくり返すことにより前記ガイド基板の素子挿通孔を通して前記他方側の熱電素子を前記他方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部に移動配置することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列するｐｎ集合配列手段とを有することを特徴とする熱電素子の配列装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板の表面に、電流を通電することにより冷却・加熱を行うペルチェ素子や、発電を生じせしめるゼーベック素子等の、複数の熱電素子を基板上に整列配置するために用いられる熱電素子の整列方法およびその整列方法に適用される素子配列用器具ならびに熱電素子の整列装置に関するものである。
【０００２】
【背景技術】
熱電素子として一般的に知られているペルチェ素子は、ビスマス・テルル等の金属間化合物にアンチモン、セレン等の元素を添加することにより、ｐ、ｎ型熱電素子を形成し、このｐ、ｎ型熱電素子を、注入電極を介在させ交互に直列に並べ、該直列素子の両端に、電圧を印加し、電流を流すことにより、素子と電極界面で冷却・加熱効果を生ぜしめる素子である。
【０００３】
図５の（ａ）、（ｂ）には、ペルチェ素子等の複数の熱電素子１を、互いに間隔を介して重ね合わせ配置された素子固定用基板９の間に配設して形成される熱電モジュールの例が示されている。同図の（ａ）は熱電モジュールを分解状態で示す説明図であり、同図の（ｂ）は熱電モジュールの断面図である。これらの図に示すように、素子固定用基板9は、厚さ０．３〜１ｍｍ程度のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等のセラミック薄板等からなる絶縁性基板１９の表面側に、複数の銅等の導電性パターン（電極）２２を形成して成る。
【０００４】
熱電素子１は直径０．６〜３ｍｍ程度、長さ０．５〜３ｍｍ程度のｐ型、ｎ型のビスマス・テルル等からなり、素子固定用基板9の基板面に沿ってｐ型の熱電素子１とｎ型の熱電素子１とが隣り合わせに交互に配置されている。各熱電素子１の端部が上下の各素子固定用基板９側の導電性パターン２２に接続されてｐ型の熱電素子１とｎ型の熱電素子１とが交互に直列接続されている。
【０００５】
なお、熱電素子１と、導電性パターン２２とは、図示しない半田、接着剤等により固定されており、素子固定用基板９の端部側に設けられた、リード端子電極として機能する導電性パターン２２に、リード端子２８が接続されている。
【０００６】
上記のような熱電モジュールを作製するときには、例えば、まず、銅箔等の薄膜状の導電性パターン２２を絶縁性基板１９の表面に形成し、更に半田をメッキ等により形成し、設定寸法に切断されたｐ及びｎ型熱電素子１を、ピンセット等を用いて人手によって交互に素子固定用基板９の導電性パターン２２に載せる。
【０００７】
そして、トンネル炉内で熱電素子１と素子固定用基板９の導電性パターン２２間を固定し、上側の素子固定用基板９を載せ、同様の方法で熱処理し、半田等で固定することで熱電モジュールを作製する。なお、半田の代わりに接着剤を用いて熱電素子１を導電性パターン２２上に固定することも行なわれている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、熱電素子１は小さい素子であり、上記のように人手によって素子固定用基板９上に配置する作業は容易でなく、熱電素子１の整列を容易に、かつ、迅速、正確に行なうことが難しかった。
【０００９】
本発明は、上記従来の課題を解決するために成されたものであり、熱電素子を容易に、かつ、迅速、正確に素子固定用基板上に整列配置することができる熱電素子の整列方法およびその整列方法に適用される素子配列用器具ならびに熱電素子の整列装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、次のような構成をもって、課題を解決する手段としている。すなわち、第１の発明の熱電素子の整列方法は、ｐ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｐ型素子配列基板と、ｎ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｎ型素子配列基板の少なくとも一方と、ｐ型熱電素子の第２挿入凹部とｎ型熱電素子の第２挿入凹部とを隣り合わせに複数配列形成したｐｎ集合配列基板と、前記ｐ型熱電素子の第２挿入凹部同士とｎ型熱電素子の第２挿入凹部同士の少なくとも一方の配列ピッチとほぼ等しい配列ピッチで複数の貫通の素子挿通孔を間隔を介して配列形成したガイド基板とを用意し、前記ｐ型素子配列基板に形成したｐ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｐ型の熱電素子を挿入するｐ型熱電素子挿入工程と、前記ｎ型素子配列基板に形成したｎ型熱電素子の第１挿入凹部にｎ型の熱電素子を挿入するｎ型熱電素子挿入工程の少なくとも一方を行ない、前記ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板のうち熱電素子を挿入した一方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記ｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部とを位置合わせ対向させて、前記一方側の素子配列基板上に前記ｐｎ集合配列基板を重ね合わせて第１の重ね合わせ体とし、該第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を前記一方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板のｐ型またはｎ型の前記一方側の第２挿入凹部に移動配置し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板の上の素子配列基板を外し、前記ｐｎ集合配列基板の他方側の熱電素子の第２挿入凹部と前記ガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして該ガイド基板を前記ｐｎ集合配列基板に重ね合わせて第２の重ね合わせ体を形成し、該第２の重ね合わせ体の前記ガイド基板の素子貫通孔を通して、前記ｐｎ集合配列基板の他方側の熱電素子の第２挿入凹部にそれぞれ他方側の熱電素子を挿入することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板に配列したｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動してｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を前記素子固定用基板上に交互に整列配置する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１１】
また、第２の発明の熱電素子の整列方法は、上記第１の発明の構成に加え、前記ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板の両方を用意してｐ型熱電素子挿入工程とｎ型熱電素子挿入工程の両方を行ない、第１の重ね合わせ体の形成工程と、該第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を対応する型の一方側の素子配列基板の第１挿入凹部からｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部に移動配置する工程と、第２の重ね合わせ体の形成工程とを順に行ない、該第２の重ね合わせ体をひっくり返して他方側の熱電素子を挿入したｐ型またはｎ型の他方側の素子配列基板上に配置し、その他方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記第２の重ね合わせ体のガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして重ね合わせて第３の重ね合わせ体を形成し、該第３の重ね合わせ体をひっくり返すことにより前記ガイド基板の素子挿通孔を通して前記他方側の熱電素子を前記他方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板の第２挿入凹部に移動配置することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、然る後に、前記ｐｎ集合配列基板に配列したｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動してｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を前記素子固定用基板上に交互に整列配置する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１２】
さらに、第３の発明の熱電素子の整列方法は、上記第１または第２の発明の構成に加え、前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列した後、前記ｐｎ集合配列基板上に素子固定用基板の素子固定面を対向させて重ね合わせ、その状態で前記素子固定用基板と前記ｐｎ集合配列基板をひっくり返して前記ｐ型の熱電素子と前記ｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動して交互に整列配置する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１３】
さらに、第４の発明の素子配列用器具は、上記第１乃至第３のいずれか一つの発明の熱電素子の整列方法に適用される素子配列用器具であって、ｐ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｐ型素子配列基板と、ｎ型熱電素子の第１挿入凹部を互いに間隔を介して複数配列形成したｎ型素子配列基板の少なくとも一方と、ｐ型熱電素子の第２挿入凹部とｎ型熱電素子の第２挿入凹部とを隣り合わせに複数配列形成したｐｎ集合配列基板と、前記ｐ型熱電素子の第２挿入凹部同士と前記ｎ型熱電素子の第２挿入凹部同士の少なくとも一方の配列ピッチとほぼ等しい配列ピッチで複数の貫通の素子挿通孔を間隔を介して配列形成したガイド基板とを一揃えとして有することを特徴とする。
【００１４】
さらに、第５の発明の熱電素子の整列装置は、上記第４の発明の素子配列用器具を用いて熱電素子を整列させる熱電素子の整列装置であって、ｐ型素子配列基板に形成したｐ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｐ型の熱電素子を挿入するｐ型熱電素子挿入手段と、ｎ型素子配列基板に形成したｎ型熱電素子の第１挿入凹部にそれぞれｎ型の熱電素子を挿入するｎ型熱電素子挿入手段と、前記ｐ型素子配列基板とｎ型素子配列基板のうち熱電素子を挿入した一方側の素子配列基板上に、その一方側の素子配列基板の第１挿入凹部とｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部とを位置合わせ対向させて前記ｐｎ集合配列基板を重ね合わせて第１の重ね合わせ体を形成する第１の重ね合わせ体形成手段と、前記第１の重ね合わせ体をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子を前記一方側の素子配列基板の第１挿入凹部から対応する型の前記ｐｎ集合配列基板の第２挿入凹部に移動配置する熱電素子移動手段と、他方側の熱電素子の第２挿入凹部とガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして該ガイド基板を前記ｐｎ集合配列基板に重ね合わせて第２の重ね合わせ体を形成する第２の重ね合わせ体形成手段と、前記第２の重ね合わせ体をひっくり返して前記他方側の熱電素子を挿入したｐ型またはｎ型の他方側の素子配列基板上に配置し、その他方側の素子配列基板の第１挿入凹部と前記第２の重ね合わせ体のガイド基板の素子挿通孔を位置合わせして重ね合わせて第３の重ね合わせ体を形成する第３の重ね合わせ体形成手段と、前記第３の重ね合わせ体をひっくり返すことにより前記ガイド基板の素子挿通孔を通して前記他方側の熱電素子を前記他方側の素子配列基板の第１挿入凹部から前記ｐｎ集合配列基板の対応する型の第２挿入凹部に移動配置することにより前記ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列するｐｎ集合配列手段とを有する構成をもって課題を解決する手段としている。
【００１５】
上記構成の本発明の熱電素子の整列方法および整列装置は、ｐ型素子配列基板にｐ型の熱電素子を挿入する工程と、ｎ型素子配列基板にｎ型の熱電素子を挿入する工程の少なくとも一方の工程を行なった後に、ｐｎ集合配列基板とガイド基板を組み合わせることにより、ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、素子固定用基板に移動して整列させるものであるから、人手によって、１つ１つの熱電素子を素子固定用基板上にピンセットなどを用いて整列させる場合に比べ、非常に容易に、かつ、迅速、正確に、ｐ型とｎ型の熱電素子を素子固定用基板上に交互に整列配置することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に基づき説明する。なお、以下の説明において、従来例と共通の構成部分には共通の符号を付して、重複説明は省略又は簡略化する。
【００１７】
本実施形態例では、まず、図２、図３に示す素子配列用器具を用意する。すなわち、本実施形態例では、図２の（ｂ）、（ｂ）’に示すｐ型素子配列基板３、同図の（ａ）、（ａ）’に示すｎ型素子配列基板２、図３の（ａ）、（ａ）’に示すｐｎ集合配列基板４、同図の（ｂ）、（ｂ）’に示すガイド基板５を用意する。
【００１８】
図２の（ｂ）、（ｂ）’に示すように、前記ｐ型素子配列基板３は、ｐ型熱電素子１（１ａ）の第１挿入凹部６を互いに間隔を介して複数配列形成した基板であり、同図の（ａ）、（ａ）’に示すように、前記ｎ型素子配列基板２は、ｎ型熱電素子１（１ｂ）の第１挿入凹部７を互いに間隔を介して複数配列形成した基板である。
【００１９】
ｐ型熱電素子１ａの第１挿入凹部６およびｎ型熱電素子１ｂの第１挿入凹部７は、いずれも、その挿入口側の壁面が面取りされており、各熱電素子１ａ，１ｂが挿入しやすく形成されている。また、ｐ型素子の第１挿入凹部６とｎ型素子の第１挿入凹部７は、互いに等しいピッチで形成されている。
【００２０】
図３の（ａ）、（ａ）’に示すように、前記ｐｎ集合配列基板４は、ｐ型熱電素子１ａの第２挿入凹部８とｎ型熱電素子１ｂの第２挿入凹部９とを隣り合わせに複数配列形成した基板である。同図の（ｂ）、（ｂ）’に示すように、前記ガイド基板５は、前記ｐ型熱電素子１ａの第２挿入凹部８同士とｎ型熱電素子１ｂの第２挿入凹部９同士の少なくとも一方（ここでは両方）の配列ピッチとほぼ等しい配列ピッチで複数の貫通の素子挿通孔１０を間隔を介して配列形成した基板である。ガイド基板５の素子挿通孔１０は、その挿入口側の壁面が面取りされており、各熱電素子１ａ，１ｂが挿入しやすく形成されている。
【００２１】
本実施形態例では、図２の（ｂ）"に示すように、前記ｐ型素子配列基板３に形成したｐ型熱電素子１ａの第１挿入凹部６にそれぞれｐ型の熱電素子１ａを挿入するｐ型熱電素子挿入工程を行い、同図の（ａ）"に示すように、前記ｎ型素子配列基板２に形成したｎ型熱電素子１ｂの第１挿入凹部７にｎ型の熱電素子１ｂを挿入するｎ型熱電素子挿入工程を行なう。
【００２２】
これらの熱電素子挿入工程は、基板の配置部と該配置部を振動させる振動駆動部を備えた整列機（振動機）を用意し、整列機の基板の配置部に素子配列基板２，３をそれぞれ配置し、素子配列基板２，３に振動を与えながら素子配列基板２，３上に熱電素子１を供給することにより容易に行なうことができる。
【００２３】
図１には、本実施形態例の熱電素子の整列方法における要部構成が示されている。図１の（ａ）に示すように、上記のようにしてｐ型の熱電素子１ａを挿入したｐ型素子配列基板３の第１挿入凹部６と前記ｐｎ集合配列基板４の対応する型（ここではｐ型）の第２挿入凹部８とを位置合わせ対向させて、同図の（ｂ）に示すように、ｐ型素子配列基板３上にｐｎ集合配列基板４を重ね合わせて第１の重ね合わせ体１１とする。
【００２４】
次に、図１の（ｃ）に示すように、第１の重ね合わせ体１１をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子（ここではｐ型熱電素子１ａ）を前記ｐ型素子配列基板３の第１挿入凹部６からｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部８に移動する。
【００２５】
次に、同図の（ｄ）に示すように、前記ｐｎ集合配列基板４の上のｐ型素子配列基板３を外し、同図の（ｅ）に示すように、ｐｎ集合配列基板４の他方側の熱電素子（ここではｎ型熱電素子１ｂ）の第２挿入凹部９とガイド基板５の素子挿通孔１０を位置合わせして、該ガイド基板５を前記ｐｎ集合配列基板４に重ね合わせて第２の重ね合わせ体１２を形成する。
【００２６】
次に、図１の（ｆ）に示すように、第２の重ね合わせ体１２をひっくり返して前記他方側の熱電素子（ここではｎ型熱電素子１ｂ）を挿入したｎ型の素子配列基板２上に配置し、その第１挿入凹部７と前記ガイド基板５の素子挿通孔１０を位置合わせして重ね合わせ、同図の（ｇ）に示すように、第３の重ね合わせ体１３を形成する。
【００２７】
その後、図１の（ｈ）に示すように、第３の重ね合わせ体１３をひっくり返すことにより、前記ガイド基板５の素子挿通孔１０を通して前記他方側の熱電素子であるｎ型熱電素子１ｂを前記素子配列基板２の第１挿入凹部７から前記ｐｎ集合配列基板４の対応する型（ここではｎ型）の第２挿入凹部９に移動し、ｐｎ集合配列基板４にｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを交互に配列する。その後、同図の（ｉ）に示すように、ガイド基板５とｎ型素子配列基板２を外す。
【００２８】
然る後に、図１の（ｊ）に示すように、ｐｎ集合配列基板４上に素子固定用基板９の素子固定面を対向させて重ね合わせる。その状態で前記素子固定用基板９とｐｎ集合配列基板４を一体的にひっくり返し、ｐｎ集合配列基板４に配列したｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを素子固定用基板９側に一括移動してｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを前記素子固定用基板９上に交互に整列配置する。
【００２９】
本実施形態例において、ｐ型およびｎ型の熱電素子１ａ，１ｂを対応する素子配列基板３，２の第１挿入凹部６，７に挿入する工程は、前記の如く整列機を用いて行なうものであるが、それ以外の全ての工程は、手動により行なうこともできるし、一部を手動により行ない、残りを自動により行なうこともできるし、全てを自動により行なうこともできる。
【００３０】
いずれの場合も、本実施形態例の熱電素子の整列方法は、ｐ型素子配列基板３にｐ型の熱電素子１ａを挿入する工程と、ｎ型素子配列基板２にｎ型の熱電素子１ｂを挿入する工程とを別々に行ない、ｐｎ集合配列基板４とガイド基板５を組み合わて第１〜第３の重ね合わせ体１１，１２，１３を形成し、ｐ型とｎ型の熱電素子１ａ，１ｂをｐｎ集合配列基板４に移動することにより、ｐｎ集合配列基板４にｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを交互に配列し、素子固定用基板９に一括移動して整列させるものであるから、ｐ型とｎ型の熱電素子１ａ，１ｂを、容易に、かつ、迅速、正確に素子固定用基板９上に整列配置できる。
【００３１】
なお、上記工程を全てを自動により行なう場合、例えば、以下に述べる熱電素子の整列装置を用いる。この整列装置は、前記図２、図３に示した素子配列用器具（ｎ型素子配列基板２、ｐ型素子配列基板３、ｐｎ集合配列基板４、ガイド基板５）を用いて熱電素子を整列させる装置である。この装置は、図４に示すように、ｐ型熱電素子挿入手段３１と、ｎ型熱電素子挿入手段３２と、第１の重ね合わせ体形成手段３３と、熱電素子移動手段３４と、第２の重ね合わせ体形成手段３５と、第３の重ね合わせ体形成手段３６と、ｐｎ集合配列手段３７と、熱電素子整列移動手段３８を有している。
【００３２】
ｐ型熱電素子挿入手段３１は、ｐ型素子配列基板３に形成したｐ型熱電素子の第１挿入凹部６にそれぞれｐ型の熱電素子１（１ａ）を挿入するものであり、前記整列機（図示せず）とｐ型の熱電素子１ａの供給手段（図示せず）とを有している。
【００３３】
ｎ型熱電素子挿入手段３２は、ｎ型素子配列基板２に形成したｎ型熱電素子の第１挿入凹部７にそれぞれｎ型の熱電素子１（１ｂ）を挿入するものであり、前記整列機（図示せず）とｎ型の熱電素子１ｂの供給手段（図示せず）とを有している。
【００３４】
前記第１の重ね合わせ体形成手段３３は、ｐ型熱電素子挿入手段３１によりｐ型の熱電素子１ａがｐ型素子挿入基板３に挿入されたら、ｐ型の熱電素子１ａを挿入したｐ型素子配列基板３上に、その第１挿入凹部６とｐｎ集合配列基板４の対応する型の第２挿入凹部８とを位置合わせ対向させてｐｎ集合配列基板４を重ね合わせ、第１の重ね合わせ体１１を形成する。
【００３５】
第１の重ね合わせ体形成手段３３は、ｐ型素子配列基板３とｐｎ集合配列基板４を移動する移動手段（図示せず）を有し、熱電素子１ａを挿入したｐ型素子配列基板２を設定位置に配置し、その上側に、上記のようにｐｎ集合配列基板４を重ねて第１の重ね合わせ体１１を形成する。
【００３６】
熱電素子移動手段３４は、前記第１の重ね合わせ体１１をひっくり返してｐ型またはｎ型の一方側の熱電素子（ここではｐ型の熱電素子１ａ）を前記第１挿入凹部６から対応する型（ここではｐ型）の第２挿入凹部８に移動するものである。熱電素子移動手段３４は、第１の重ね合わせ体１１の配置部（図示せず）と、この配置部に配置した第１の重ね合わせ体１１を回転させる回転手段（図示せず）とを有している。
【００３７】
第２の重ね合わせ体形成手段３５は、ｐｎ集合配列基板４に形成した他方側の熱電素子（ここではｎ型の熱電素子１ｂ）の第２挿入凹部９とガイド基板５の素子挿通孔１０を位置合わせして該ガイド基板５を前記ｐｎ集合配列基板４に重ね合わせて第２の重ね合わせ体１２を形成する。
【００３８】
第２の重ね合わせ体形成手段３５は、ｐ型素子配列基板３とｐｎ集合配列基板４とガイド基板５を移動する移動手段（図示せず）を有し、ｐｎ集合配列基板４上のｐ型素子挿入基板３を外して、その代わりに、上記のようにガイド基板５をｐｎ集合配列基板４上に配置する。
【００３９】
第３の重ね合わせ体形成手段３６は、前記第２の重ね合わせ体１２をひっくり返して前記他方側の熱電素子（ｎ型の熱電素子１ｂ）を挿入したｎ型素子配列基板２上に配置し、その第１挿入凹部７と前記ガイド基板５の素子挿通孔１０を位置合わせして重ね合わせて第３の重ね合わせ体１３を形成する。
【００４０】
第３の重ね合わせ体形成手段３６は、回転手段（図示せず）と移動手段（図示せず）とを有し、回転手段により第２の重ね合わせ体１２をひっくり返し、その状態で第２の重ね合わせ体１２を移動手段により移動して上記のようにｐ型素子配列基板２上に配置する。
【００４１】
ｐｎ集合配列手段３７は、前記第３の重ね合わせ体１３をひっくり返すことにより前記ガイド基板５の素子挿通孔１０を通してｎ型の熱電素子１ｂをｎ型素子配列基板２の第１挿入凹部７から前記ｐｎ集合配列基板４の対応する型（ｎ型）の第２挿入凹部９に移動してｐｎ集合配列基板４にｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを交互に配列する。その後、ｐｎ集合配列基板４上からガイド基板５とｎ型素子配列基板２を外す。
【００４２】
熱電素子整列移動手段３８は、ｐｎ集合配列基板４上に素子固定用基板９の素子固定面を対向させて重ね合わせて、前記素子固定用基板９とｐｎ集合配列基板４をひっくり返し、ｐｎ集合配列基板４に配列したｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを素子固定用基板９側に一括移動してｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを前記素子固定用基板９上に交互に整列配置する。
【００４３】
図４に示したような構成の熱電素子の整列装置を用いると、図１に示した熱電素子の整列方法を自動的に行なうことができ、正確に熱電素子１を素子固定用基板９上に整列配置することができる。
【００４４】
なお、本発明は上記実施形態例に限定されることはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば上記実施形態例では、図１の（ａ）〜（ｊ）に示す工程を経て、熱電素子１を素子固定用基板９上に整列させたが、例えば図１の（ａ）〜（ｅ）までの工程の後、第２の重ね合わせ体１２を整列機（振動機）上に配置し、ｎ型の熱電素子１ｂを供給することにより、前記ガイド基板５の素子貫通孔１０を通して、他方側の熱電素子（ここではｎ型の熱電素子１ｂ）の第２挿入凹部９に熱電素子１ｂを挿入してもよい。
【００４５】
このようにした場合も、前記ｐｎ集合配列基板４にｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを交互に配列できるので、その後、前記ｐｎ集合配列基板４に配列したｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを素子固定用基板９側に一括移動してｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを前記素子固定用基板９上に交互に整列配置することができる。なお、この場合、ｎ型素子配列基板２は不要となる。
【００４６】
また、上記実施形態例では、ｐｎ集合配列基板４に配列したｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを素子固定用基板９側に一括移動する際、ｐｎ集合配列基板４上に素子固定用基板９の素子固定面を対向させて重ね合わせて、前記素子固定用基板９とｐｎ集合配列基板４をひっくり返し、ｐｎ集合配列基板４に配列したｐ型の熱電素子１ａとｎ型の熱電素子１ｂを素子固定用基板９側に一括移動したが、熱電素子１ａ，１ｂの素子固定用基板９側への一括移動の方法は特に限定されるものでなく適宜設定されるものである。
【００４７】
さらに、上記実施形態例では、ｐ型の熱電素子１ａをｐ型素子配列基板３に挿入し、このｐ型の熱電素子１ａをｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部８に移動する工程を、ｎ型の熱電素子１ｂをｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部９に挿入する工程よりも先に行なったが、その逆に、ｎ型の熱電素子１ｂをｎ型素子配列基板２に挿入し、このｎ型の熱電素子１ｂをｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部９に移動する工程を、ｐ型の熱電素子１ａをｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部８に挿入する工程よりも先に行なってもよい。
【００４８】
さらに、図１の（ａ）〜（ｅ）までの工程において、ｐ型素子配列基板３の代わりにｎ型の熱電素子１ｂを第１挿入凹部７に挿入したｎ型素子配列基板２をｐｎ集合配列基板４と位置合わせし、その第２挿入凹部９に移動し、ガイド基板５の素子挿通孔１０を通してｐ型の熱電素子１ａをｐｎ集合配列基板４の第２挿入凹部８に挿入してもよい。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の熱電素子の整列装置および整列方法によれば、ｐ型素子配列基板にｐ型の熱電素子を挿入する工程と、ｎ型素子配列基板にｎ型の熱電素子を挿入する工程の少なくとも一方の工程を行なった後に、ｐｎ集合配列基板とガイド基板を組み合わせることにより、ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列し、素子固定用基板に移動して整列させるものであるから、ｐ型とｎ型の熱電素子を、容易に、かつ、迅速、正確に素子固定用基板上に整列配置することができる。
【００５０】
また、本発明の熱電素子の整列方法において、ｐｎ集合配列基板にｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に配列した後、前記ｐｎ集合配列基板上に素子固定用基板の素子固定面を対向させて重ね合わせ、その状態で前記素子固定用基板と前記ｐｎ集合配列基板をひっくり返して前記ｐ型の熱電素子と前記ｎ型の熱電素子を素子固定用基板側に一括移動して交互に整列配置する構成によれば、ｐｎ集合配列基板から素子固定用基板への熱電素子の移動をスムーズに、かつ、的確に行なうことができ、ｐ型の熱電素子とｎ型の熱電素子を交互に正確に素子固定用基板上に整列配置することができる。
【００５１】
さらに、本発明の熱電素子の整列方法に適用される素子配列用器具によれば、この器具の適用により、上記方法を用いて、迅速、かつ、正確に、熱電素子を素子固定用基板上に整列配置することができる。
【００５２】
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る熱電素子の整列方法の一実施形態例の構成を示す説明図である。
【図２】上記実施形態例に適用されるｐ型とｎ型の素子配列基板の説明図である。
【図３】上記実施形態例に適用されるｐｎ集合配列基板とガイド基板の説明図である。
【図４】本発明に係る熱電素子の整列装置の構成例を示すブロック図である。
【図５】熱電素子を用いた熱電モジュールの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ  熱電素子
２  ｎ型素子配列基板
３  ｐ型素子配列基板
４  ｐｎ集合配列基板
５  ガイド基板
６  ｐ型素子の第１挿入凹部
７  ｎ型素子の第１挿入凹部
８  ｐ型素子の第２挿入凹部
９  ｎ型素子の第２挿入凹部
１０  素子挿通孔
１１  第１の重ね合わせ体
１２  第２の重ね合わせ体
１３  第３の重ね合わせ体
【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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