JP2002246659A - Thermoelectric module - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a thermoelectric module for improving heat resistance by preventing damage due to thermal stress from being generated in advance. SOLUTION: The thermoelectric module 1 connects thermoelectric elements Ep and En each other using an electrode 2, and at the same time at least one portion of the electrode 2 comprises a first layer 21 made of a material having a larger coefficient of linear expansion than the thermoelectric elements Ep and En, a second layer 22 made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer 21 while being located at the innermost section of the thermoelectric element side to the first layer 21, and a third layer 23 made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer 21 while being located at the outermost section at the opposite side of the thermoelectric elements Ep and En to the first layer 21.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、熱電モジュールに
関するものであり、詳しくは特に熱電発電装置における
熱電モジュールの如く、高温域において使用するに好適
な熱電モジュールの構造に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thermoelectric module, and more particularly to a structure of a thermoelectric module suitable for use in a high temperature region, such as a thermoelectric module in a thermoelectric generator.

【０００２】[0002]

【従来の技術】例えば、半導体製造設備の温度調整装置
における加熱／冷却手段、あるいは熱電発電装置におけ
る熱電変換手段として、図９に示す如き熱電モジュール
Ａが採用されている。2. Description of the Related Art For example, a thermoelectric module A as shown in FIG. 9 is employed as a heating / cooling means in a temperature control device of a semiconductor manufacturing facility or a thermoelectric conversion means in a thermoelectric generator.

【０００３】この熱電モジュールＡは、多数の熱電素子
(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型熱電素子)Ｅnとを交
互に分散して配置するとともに、隣り合う熱電素子Ｅｐ
と熱電素子Ｅｎとを、導電材料であるＣｕ(銅)等から成
る電極Ｂ，Ｂ…を用い、互いに電気的に接続することに
よって構成されている。[0003] The thermoelectric module A has a large number of thermoelectric elements.
(P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and adjacent thermoelectric elements Ep
And the thermoelectric element En are electrically connected to each other using electrodes B, B... Made of a conductive material such as Cu (copper).

【０００４】また、上記各電極Ｂ，Ｂ…は、ハンダＣ、
Ｃ…を介して各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎに接続されていると
ともに、各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎには、該熱電素子内への
ハンダ成分の拡散防止を目的として、Ｎｉ(ニッケル)メ
ッキ等の中間層Ｄが形成されている。Each of the electrodes B, B,.
Are connected to each thermoelectric element Ep, En via C... Each of the thermoelectric elements Ep, En is provided with an intermediate material such as Ni (nickel) plating for the purpose of preventing the diffusion of solder components into the thermoelectric element. Layer D is formed.

【０００５】ここで、上述した各電極Ｂ，Ｂ…は、隣り
合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを互いに電気的に接続するとと
もに、隣り合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを互いに機械的に接
続する接合体としても機能していることは言うまでもな
い。The above-mentioned electrodes B, B... May be used as a joined body for electrically connecting adjacent thermoelectric elements Ep and En and also for mechanically connecting adjacent thermoelectric elements Ep and En to each other. It goes without saying that it works.

【０００６】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した構
成の熱電モジュールＡでは、熱電素子Ｅｐおよび熱電素
子Ｅｎと、各電極Ｂ，Ｂ…との間における線膨張係数の
差に起因して、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと電極Ｂとの接合
部、および該接合部の周辺に熱応力が発生する不都合が
ある。By the way, in the thermoelectric module A having the above-described structure, the thermoelectric module Ep, the thermoelectric element En, and each of the electrodes B, B... There is an inconvenience that thermal stress is generated at the junction between the elements Ep and En and the electrode B and around the junction.

【０００７】特に、上述した熱電モジュールＡを、熱電
発電装置等の如く熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと電極Ｂとの接合
部が高温になる状況で使用した場合、より大きな熱応力
が発生することとなる。In particular, when the above-described thermoelectric module A is used in a situation where the junction between the thermoelectric elements Ep and En and the electrode B is at a high temperature, such as a thermoelectric generator, a larger thermal stress is generated. .

【０００８】ここで、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎは、一般的に
強度が低く脆弱なものが多いため、上述した如く大きな
熱応力が作用した場合には容易に破損する虞れがあり、
これによって熱電モジュールＡの耐熱性は低いものとな
っていた。Here, since the thermoelectric elements Ep and En are generally low in strength and are often fragile, they may be easily broken when a large thermal stress acts as described above.
As a result, the heat resistance of the thermoelectric module A was low.

【０００９】本発明は上記実状に鑑みて、熱応力に起因
する損傷を未然に防止し、もって耐熱性の向上を達成し
得る熱電モジュールの提供を目的とする。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a thermoelectric module capable of preventing damage caused by thermal stress beforehand and achieving improvement in heat resistance.

【００１０】[0010]

【課題を解決するための手段および効果】上記目的を達
成するべく、請求項１の発明に関わる熱電モジュール
は、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合う熱
電素子同士を接続して成る熱電モジュールであって、電
極を用いて熱電素子同士を互いに接続するとともに、少
なくとも一部の電極が、熱電素子より線膨張係数の大き
い材料から成る第１の層と、第１の層に対して熱電素子
側の最内部に位置しかつ第１の層より線膨張係数の小さ
い材料から成る第２の層と、第１の層に対して熱電素子
と反対側の最外部に位置しかつ第１の層より線膨張係数
の小さい材料から成る第３の層とを有することを特徴と
している。In order to achieve the above object, a thermoelectric module according to the first aspect of the present invention comprises a plurality of thermoelectric elements distributed and connected to adjacent thermoelectric elements. Wherein the thermoelectric elements are connected to each other using the electrodes, and at least some of the electrodes are made of a first layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the thermoelectric elements; A second layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer, and a first layer located on the opposite side of the thermoelectric element with respect to the first layer, A third layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient.

【００１１】上記構成によれば、電極における第１の層
を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層よりも
線膨張係数の小さい第２の層と第３の層とを設けたこと
で、電極における熱膨張／熱収縮を抑制することが可能
となる。According to the above configuration, the second layer and the third layer each having a smaller linear expansion coefficient than the first layer are provided on the innermost and outermost sides of the electrode with the first layer interposed therebetween. This makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the electrode.

【００１２】これにより、熱電素子と電極との接合部、
および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、熱応
力に起因する損傷が未然に防止されることによって、耐
熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能となる。Thus, the junction between the thermoelectric element and the electrode,
In addition, the thermal stress generated around the joint is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand, so that a thermoelectric module having excellent heat resistance can be obtained.

【００１３】また、請求項２の発明に関わる熱電モジュ
ールは、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合
う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールであっ
て、電極を用いて熱電素子同士を互いに接続するととも
に、少なくとも一部の電極が、熱電素子より線膨張係数
の小さい材料から成る第１の層と、第１の層に対して熱
電素子側の最内部に位置しかつ第１の層より線膨張係数
の大きい材料から成る第２の層と、第１の層に対して熱
電素子と反対側の最外部に位置しかつ第１の層より線膨
張係数の大きい材料から成る第３の層とを有することを
特徴としている。A thermoelectric module according to a second aspect of the present invention is a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. A first layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the thermoelectric element, and at least a part of the electrodes being located at the innermost position on the thermoelectric element side with respect to the first layer, and A second layer made of a material having a larger linear expansion coefficient, and a third layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the first layer and located on the outermost side opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer; And characterized in that:

【００１４】上記構成によれば、電極における第１の層
を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層よりも
線膨張係数の大きい第２の層と第３の層とを設けたこと
で、電極における熱膨張／熱収縮を抑制することが可能
となる。According to the above configuration, the second and third layers having a larger linear expansion coefficient than the first layer are provided at the innermost and outermost sides of the electrode with the first layer interposed therebetween. This makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the electrode.

【００１５】これにより、熱電素子と電極との接合部、
および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、熱応
力に起因する損傷が未然に防止されることによって、耐
熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能となる。[0015] Thereby, the junction between the thermoelectric element and the electrode,
In addition, the thermal stress generated around the joint is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand, so that a thermoelectric module having excellent heat resistance can be obtained.

【００１６】また、請求項３の発明に関わる熱電モジュ
ールは、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合
う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールであっ
て、互いに分離かつ隣り合う複数の接合体を用いて熱電
素子同士を互いに接続するとともに、少なくとも一部の
接合体が、熱電素子より線膨張係数の大きい材料から成
る第１の層と、第１の層に対して熱電素子側の最内部に
位置しかつ第１の層より線膨張係数の小さい材料から成
る第２の層と、第１の層に対して熱電素子と反対側の最
外部に位置しかつ第１の層より線膨張係数の小さい材料
から成る第３の層とを有することを特徴としている。A thermoelectric module according to a third aspect of the present invention is a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. The thermoelectric elements are connected to each other using the first layer, and at least a part of the joined body is composed of a first layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the thermoelectric element, And a second layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient than the first layer, and an outermost layer opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer and having a linear expansion coefficient smaller than the first layer. And a third layer made of a material having a small particle size.

【００１７】上記構成によれば、接合体における第１の
層を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層より
も線膨張係数の小さい第２の層と第３の層とを設けたこ
とで、接合体における熱膨張／熱収縮を抑制することが
可能となる。According to the above structure, the second layer and the third layer each having a smaller linear expansion coefficient than the first layer are provided at the innermost and outermost sides of the first layer in the joined body. The provision makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the joined body.

【００１８】これにより、熱電素子と接合体との接合
部、および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、
熱応力に起因する損傷が未然に防止されることによっ
て、耐熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能と
なる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric element and the junction and at the periphery of the junction is suppressed,
By preventing damage due to thermal stress, it becomes possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００１９】さらに、上記構成によれば、互いに分離か
つ隣り合う複数の接合体を用いて熱電素子同士を互いに
接続しているので、熱電モジュールに発生した熱応力が
有効に開放、分散されることとなり、熱応力に起因する
損傷が未然に防止されることによって、耐熱性に優れた
熱電モジュールを得ることが可能となる。Further, according to the above configuration, since the thermoelectric elements are connected to each other by using a plurality of joined bodies which are separated from each other and adjacent to each other, the thermal stress generated in the thermoelectric module can be effectively released and dispersed. Thus, by preventing damage due to thermal stress beforehand, it becomes possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００２０】また、請求項４の発明に関わる熱電モジュ
ールは、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合
う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールであっ
て、互いに分離かつ隣り合う複数の接合体を用いて熱電
素子同士を互いに接続するとともに、少なくとも一部の
接合体が、熱電素子より線膨張係数の小さい材料から成
る第１の層と、第１の層に対して熱電素子側の最内部に
位置しかつ第１の層より線膨張係数の大きい材料から成
る第２の層と、第１の層に対して熱電素子と反対側の最
外部に位置しかつ第１の層より線膨張係数の大きい材料
から成る第３の層とを有することを特徴としている。A thermoelectric module according to a fourth aspect of the present invention is a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. The thermoelectric elements are connected to each other by using a first layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient than that of the thermoelectric element, and the innermost layer on the thermoelectric element side with respect to the first layer. And a second layer made of a material having a higher linear expansion coefficient than the first layer, and an outermost layer opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer and having a higher linear expansion coefficient than the first layer. And a third layer made of a material having a large thickness.

【００２１】上記構成によれば、接合体における第１の
層を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層より
も線膨張係数の大きい第２の層と第３の層とを設けたこ
とで、接合体における熱膨張／熱収縮を抑制することが
可能となる。According to the above configuration, the second layer and the third layer having a larger linear expansion coefficient than the first layer are respectively provided at the innermost and outermost sides of the first layer in the joined body. The provision makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the joined body.

【００２２】これにより、熱電素子と接合体との接合
部、および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、
熱応力に起因する損傷が未然に防止されることによっ
て、耐熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能と
なる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric element and the joined body and at the periphery of the joined portion can be suppressed,
Preventing damage due to thermal stress beforehand makes it possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００２３】さらに、上記構成によれば、互いに分離か
つ隣り合う複数の接合体を用いて熱電素子同士を互いに
接続しているので、熱電モジュールに発生した熱応力が
有効に開放、分散されることとなり、熱応力に起因する
損傷が未然に防止されることによって、耐熱性に優れた
熱電モジュールを得ることが可能となる。Further, according to the above configuration, since the thermoelectric elements are connected to each other by using a plurality of joints which are separated and adjacent to each other, the thermal stress generated in the thermoelectric module can be effectively released and dispersed. Thus, by preventing damage due to thermal stress beforehand, it becomes possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００２４】また、請求項５の発明に関わる熱電モジュ
ールは、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合
う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールであっ
て、接合体を用いて熱電素子同士を互いに接続するとと
もに、少なくとも一部の接合体が、熱電素子より線膨張
係数の大きい材料から成る第１の層と、第１の層に対し
て熱電素子と反対側の最外部に位置しかつ第１の層より
線膨張係数の小さい材料から成る第２の層と、第１の層
に対して熱電素子側の最内部に位置しかつ第２の層より
線膨張係数の小さい材料から成る第３の層とを有するこ
とを特徴としている。A thermoelectric module according to a fifth aspect of the present invention is a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. At least a part of the joined body is connected to each other, and at least a part of the joined body is made of a first layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the thermoelectric element, A second layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer; and a third layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient than the second layer and located on the thermoelectric element side with respect to the first layer. And a layer of

【００２５】上記構成によれば、接合体における第１の
層を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層より
も線膨張係数の小さい第２の層と第３の層とを設けたこ
とで、接合体における熱膨張／熱収縮を抑制することが
可能となる。According to the above configuration, the second layer and the third layer each having a smaller linear expansion coefficient than the first layer are provided at the innermost and outermost sides of the first layer in the joined body. The provision makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the joined body.

【００２６】これにより、熱電素子と接合体との接合
部、および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、
熱応力に起因する損傷が未然に防止されることによっ
て、耐熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能と
なる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric element and the junction and at the periphery of the junction is suppressed,
By preventing damage due to thermal stress, it becomes possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００２７】また、請求項６の発明に関わる熱電モジュ
ールは、複数の熱電素子を分散配置するとともに隣り合
う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールであっ
て、接合体を用いて熱電素子同士を互いに接続するとと
もに、少なくとも一部の接合体が、熱電素子より線膨張
係数の小さい材料から成る第１の層と、第１の層に対し
て熱電素子側の最内部に位置しかつ第１の層より線膨張
係数の大きい材料から成る第２の層と、第１の層に対し
て熱電素子と反対側の最外部に位置しかつ第２の層より
線膨張係数の大きい材料から成る第３の層とを有するこ
とを特徴としている。A thermoelectric module according to a sixth aspect of the present invention is a thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are arranged in a dispersed manner and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. At least a part of the joined body is connected to each other, and at least a part of the joined body is made of a first layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the thermoelectric element. A second layer made of a material having a higher linear expansion coefficient than the first layer; and a third layer made of a material located on the outermost side opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer and having a higher linear expansion coefficient than the second layer. And a layer of

【００２８】上記構成によれば、接合体における第１の
層を挟んだ最内部と最外部とに、それぞれ第１の層より
も線膨張係数の大きい第２の層と第３の層とを設けたこ
とで、接合体における熱膨張／熱収縮を抑制することが
可能となる。According to the above configuration, the second layer and the third layer having a larger linear expansion coefficient than the first layer are respectively provided at the innermost and outermost sides of the first layer in the joined body. The provision makes it possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the joined body.

【００２９】これにより、熱電素子と接合体との接合
部、および接合部の周辺に発生する熱応力が抑えられ、
熱応力に起因する損傷が未然に防止されることによっ
て、耐熱性に優れた熱電モジュールを得ることが可能と
なる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric element and the junction and at the periphery of the junction is suppressed,
By preventing damage due to thermal stress, it becomes possible to obtain a thermoelectric module having excellent heat resistance.

【００３０】[0030]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面を
参照しながら詳細に説明する。なお、以下に説明する全
ての実施例は、熱電発電装置を構成する熱電モジュー
ル、すなわち熱電素子と電極との接合部が高温となる状
況で使用される熱電モジュールに本発明を適用した例を
示すものである。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that all the embodiments described below show examples in which the present invention is applied to a thermoelectric module constituting a thermoelectric generator, that is, a thermoelectric module used in a situation where a junction between a thermoelectric element and an electrode has a high temperature. Things.

【００３１】図１は、本発明(請求項１)に関わる熱電モ
ジュールの第１実施例であり、この熱電モジュール１
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す電極２，２…を用いて、互いに電気的か
つ機械的に接続することにより構成されている。FIG. 1 shows a first embodiment of a thermoelectric module according to the present invention (claim 1).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and an adjacent thermoelectric element Ep and thermoelectric element En are multilayered as described later. The electrodes 2, 2,... Are electrically and mechanically connected to each other.

【００３２】因みに、熱電素子Ｅｐ(Ｐ型熱電素子)は、
Ｆe−Ｓb(鉄−アンチモン)系のスクッテルダイト型熱電
素子であり、線膨張係数は 50 ℃において 10×10^−６/
℃である。また、熱電素子Ｅｎ(Ｎ型熱電素子)は、Ｃo
−Ｓb(コバルト−アンチモン)系の熱電素子であり、線
膨張係数は 50 ℃において 8.2×10^−６/℃ である。Incidentally, the thermoelectric element Ep (P-type thermoelectric element)
Fe-Sb (iron-antimony) based skutterudite-type thermoelectric element with a linear expansion coefficient of 10 × 10 ⁻⁶ / 50 ° C.
° C. The thermoelectric element En (N-type thermoelectric element) is
-Sb (cobalt-antimony) based thermoelectric element with a linear expansion coefficient of 8.2 × 10 ^-6 / ° C at 50 ° C.

【００３３】熱電モジュール１を構成する各々の電極２
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の大きい材料で
あるＣｕ(銅)から成る第１の層２_１と、この第１の層２
_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最内部に位置する第
２の層２_２と、上記第１の層２_１に対して熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎと反対側の最外部に位置する第３の層 ２_３と
を備えた多層構造を呈している。Each electrode 2 constituting the thermoelectric module 1
The thermoelectric element Ep, the first layer 2 ₁ made of Cu (copper) is a material with a large coefficient of linear expansion than En, the first layer 2
Thermoelectric element Ep relative to _1, and the second layer 2 ₂ located innermost En side, the first layer 2 ₁ thermoelectric elements relative to E
p, and has a multilayer structure in which a third layer 2 ₃ located outermost En opposite.

【００３４】第２の層２_２および第３の層２_３は、Ｃu
(銅)から成る第１の層２_１よりも線膨張係数の小さい材
料であるＭｏ(モリブデン)から成っており、各々の電極
２は、上述した第１の層２_１、第２の層２_２、および第
３の層２_３ を構成する材料を溶射して積層することに
より形成されている。The second layer _{2, second} and third layers _{2 3,} Cu
Than the first layer 2 ₁ consisting of (copper) and consist of linear expansion is a material having a small coefficient Mo (molybdenum), each electrode 2, the first layer 2 ₁ described _above, the second layer 2 _2, and it is formed by the third material constituting the layer 2 ₃ spraying to lamination.

【００３５】上述した構成の熱電モジュール１によれ
ば、電極２における第１の層２_１ を挟んだ最内部と最
外部とに、それぞれ第１の層２_１ よりも線膨張係数の
小さい第２の層２_２と第３の層２_３とを設けたことで、
電極２における熱膨張／熱収縮を抑制することが可能と
なる。[0035] According to the thermoelectric module 1 of the above-described configuration, the first innermost and outermost sandwiching the layer 2 ₁ of the electrode 2, the respective small first linear expansion coefficient than the layer 2 ₁ of 2 by providing the layers 2 ₂ and the third layer 2 _3,
It is possible to suppress thermal expansion / thermal shrinkage in the electrode 2.

【００３６】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと各電極
２，２…との接合部、および接合部の周辺に発生する熱
応力が抑えられ、このように熱応力に起因する損傷が未
然に防止されることによって、耐熱性に優れた熱電モジ
ュール１を得ることが可能となる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep, En and the respective electrodes 2, 2 and in the vicinity of the junction is suppressed, and thus the damage caused by the thermal stress is prevented beforehand. By doing so, it becomes possible to obtain a thermoelectric module 1 having excellent heat resistance.

【００３７】また、熱電モジュール１の耐熱性が向上す
ることにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Also, the heat resistance of the thermoelectric module 1 is improved, so that the thermoelectric element E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【００３８】なお、熱電モジュール１における熱電素子
Ｅｐ、Ｅｎとしては、熱電モジュール１が高い温度域で
使用される場合、Ｃo−Ｓb(コバルト−アンチモン)系の
熱電素子に換えて、Ｍｎ−Ｓｉ(マンガン−ケイ素)系、
あるいはＭg−Ｓｉ(マグネシウム−ケイ素)系等の熱電
素子を採用することも可能である。As the thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 1, when the thermoelectric module 1 is used in a high temperature range, Mn-Si (Co—Sb (cobalt-antimony) based thermoelectric element is used instead of the thermoelectric element of Co—Sb (cobalt-antimony) type. Manganese-silicon),
Alternatively, a thermoelectric element such as Mg-Si (magnesium-silicon) may be employed.

【００３９】さらに、熱電モジュール１が室温を中心と
した温度域で使用される場合には、Ｃo−Ｓb(コバルト
−アンチモン)系の熱電素子に換えて、Ｂi−Ｔe（ビス
マス−テルル)系等の熱電素子を採用することも可能で
ある。Further, when the thermoelectric module 1 is used in a temperature range centered at room temperature, a Bi-Te (bismuth-tellurium) system or the like is used instead of a Co-Sb (cobalt-antimony) system thermoelectric device. Can be adopted.

【００４０】また、電極２における第１の層２_１を構成
する材料としては、上述したＣu(銅)に換えて、Ａg
(銀)、Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe
(鉄)、Ｎｉ(ニッケル)等や、これらを含む合金を採用す
ることが可能である。[0040] The material constituting the first layer 2 ₁ of the electrode 2, instead of the Cu (copper) as described above, Ag
(Silver), Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe
It is possible to employ (iron), Ni (nickel), and alloys containing these.

【００４１】また、電極２における第２の層２_２と第３
の層２_３とを構成する材料は、上述したＭｏ(モリブデ
ン)に換えて、Ｃr(クロム)、Ｎb(ニオブ)、Ｐt(白
金）、Ｒh(ロジウム)、Ｓｉ(ケイ素)、Ｔa(タンタル)、
Ｔi(チタン)、Ｖ(バナジウム)、Ｗ(タングステン)、Ｚr
(ジルコニウム)等や、これらを含む合金を採用すること
が可能である。Further, the second layer of the electrode 2 _{2 2} a third
The material constituting the layer 2 _3, instead of the Mo (molybdenum) as described above, Cr (chromium), Nb (niobium), Pt (platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), Ta (tantalum) ,
Ti (titanium), V (vanadium), W (tungsten), Zr
(Zirconium) and alloys containing these can be used.

【００４２】ここで、電極２における第１の層２_１、第
２の層２_２、および第３の層２_３を構成する材料は、熱
電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し得るも
のであることは言うまでもない。[0042] Here, the first layer _{2 1} of the electrode 2, the material constituting the second layer _{2, second,} and third layers _{2 3} selects the appropriate according thermoelectric element Ep, the composition of En It goes without saying that it is a gain.

【００４３】一方、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール１の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の電極２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続し
ているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較して
発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール１の低温
側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを用い
て、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能である。On the other hand, in the above-described embodiment, the high-temperature side and the low-temperature side of the thermoelectric module 1, that is, each thermoelectric element E
The thermoelectric elements Ep and En are connected to the upper and lower portions of p, En... using the above-described electrode 2 having a multilayer structure, respectively. Therefore, on the low temperature side of the thermoelectric module 1, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En using the conventional electrode B as shown in FIG.

【００４４】また、上述した実施例においては、各電極
２，２…が各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎに対して直接に接合さ
れているが、電極２における第２の層２_２ と熱電素子
Ｅｐ、Ｅｎとの間に、１層以上の材料層を介在させるこ
とが可能であり、さらには電極２における第３の層２_３
の外表面においても、１層以上の材料層を形成するこ
とが可能である。[0044] Further, in the above embodiment, the electrodes 2, 2 each thermoelectric element Ep, but is directly bonded to En, the second layer of the electrode 2 2 ₂ and the thermoelectric element Ep, between En, it is possible to interpose one or more layers of material layers further third layer 2 ₃ in the electrode 2
It is also possible to form one or more material layers on the outer surface of the substrate.

【００４５】また、上述した実施例においては、電極２
を第１の層２_１、第２の層２_２、および第３の層２_３
の３層構造としているが、第１の層２_１と第２の層２_２
との間、および第１の層２_１と第３の層２_３との間に、
１層以上の材料層を介在させることが可能である。In the above embodiment, the electrode 2
₂ a first layer _1, the second layer _{2, second,} and third layers _{2 3}
While a three-layer structure, the first layer 2 ₁ and the second layer 2 ₂
Between between, and the first layer 2 ₁ and the third layer 2 ₃ and,
One or more material layers can be interposed.

【００４６】図２は、本発明(請求項２)に関わる熱電モ
ジュールの第２実施例であり、この熱電モジュール２０
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す電極２２，２２…を用いて、互いに電気
的かつ機械的に接続することにより構成されている。FIG. 2 shows a second embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 2).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and an adjacent thermoelectric element Ep and thermoelectric element En are multilayered as described later. .. Are electrically and mechanically connected to each other using the electrodes 22, 22,...

【００４７】熱電モジュール２０を構成する各々の電極
２２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の小さい材
料であるＭo(モリブデン)から成る第１の層２２_１と、
この第１の層２２_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最
内部に位置する第２の層２２ _２と、上記第１の層２２_１
に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅnと反対側の最外部に位置す
る第３の層２２_３とを備えた多層構造を呈している。Each electrode constituting the thermoelectric module 20
22 is a material having a smaller linear expansion coefficient than the thermoelectric elements Ep and En.
First layer 22 made of Mo (molybdenum)₁When,
This first layer 22₁To the thermoelectric elements Ep and En
Second layer 22 located inside ₂And the first layer 22₁
Is located at the outermost side opposite to the thermoelectric elements Ep and En.
Third layer 22₃And a multi-layer structure having the following.

【００４８】第２の層２_２は、Ｍｏ(モリブデン)から成
る第１の層２２_１よりも線膨張係数の大きい材料である
Ｎi(ニッケル)から成っている一方、第３の層２２
_３は、Ｍo(モリブデン）から成る第１の層２２_１よりも
線膨張係数の大きい材料であるＣu(銅)から成ってお
り、各々の電極２２は、上述した第１の層２２_１、第２
の層２２_２、および第３の層２２_３ を構成する材料を
溶射して積層することにより形成されている。The second layer 2 _2, while consists Mo is a material with a large coefficient of linear expansion than the first layer 22 ₁ made of (molybdenum) Ni (nickel), the third layer 22
_3, Mo has consisted a material with a large coefficient of linear expansion than the first layer 22 ₁ made of (molybdenum) Cu (copper), each of the electrodes 22, the first layer 22 1 described _above, the 2
And it is formed by thermally spraying the material constituting the layer _{22, second,} and third layers 22 ₃ laminated.

【００４９】上述した熱電モジュール２０によれば、電
極２２における第１の層２２_１ を挟んだ最内部と最外
部とに、それぞれ第１の層２２_１ よりも線膨張係数の
大きい第２の層２２_２と第３の層２２_３とを設けたこと
で、電極２２における熱膨張／熱収縮を抑制することが
可能となる。[0049] According to the thermoelectric module 20 described above, in the first innermost and outermost sandwiching a layer 22 ₁ in the electrode 22, a large second layer of linear expansion coefficient than the first layer 22 _1, respectively 22 ₂ and by providing the third layer 22 _3, it is possible to suppress the thermal expansion / thermal contraction of the electrode 22.

【００５０】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと各電極
２２，２２…との接合部、および接合部の周辺に発生す
る熱応力が抑えられ、このように熱応力に起因する損傷
が未然に防止されることによって、耐熱性に優れた熱電
モジュール２０を得ることが可能となる。Thus, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep, En and the respective electrodes 22, 22 and the periphery of the junction is suppressed, and the damage caused by the thermal stress is prevented beforehand. By doing so, it becomes possible to obtain a thermoelectric module 20 having excellent heat resistance.

【００５１】また、熱電モジュール２０の耐熱性が向上
することにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Further, the heat resistance of the thermoelectric module 20 is improved, so that the thermoelectric element E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【００５２】なお、熱電モジュール２０における熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎとしては、上述の如くＭｎ−Ｓｉ(マンガ
ン−ケイ素)系、Ｍg−Ｓi(マグネシウム−ケイ素)系、
あるいはＢi−Ｔe(ビスマス−テルル)系等の熱電素子を
採用することも可能である。As described above, the thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 20 include Mn-Si (manganese-silicon), Mg-Si (magnesium-silicon),
Alternatively, it is also possible to employ a thermoelectric element such as a Bi-Te (bismuth-tellurium) system.

【００５３】また、電極２２における第１の層２２_１を
構成する材料としては、Ｍｏ(モリブデン)に換えて、Ｎ
b(ニオブ)、Ｗ(タングステン)、Ｔa(タンタル)、Ｔi(チ
タン)、Ｃr(クロム）、Ｐt(白金）、Ｒh(ロジウム)、Ｓ
i(ケイ素)、Ｖ(バナジウム)、Ｚｒ(ジルコニウム)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。[0053] Further, as the material constituting the first layer 22 ₁ in the electrode 22, instead of the Mo (molybdenum), N
b (niobium), W (tungsten), Ta (tantalum), Ti (titanium), Cr (chromium), Pt (platinum), Rh (rhodium), S
It is possible to use i (silicon), V (vanadium), Zr (zirconium), or an alloy containing them.

【００５４】また、電極２２における第２の層２２_２を
構成する材料としては、Ｎｉ(ニッケル)に換えて、Ａg
(銀)、Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｃu
(銅)、Ｆｅ(鉄)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚｎ(亜鉛)
等や、それらを含む合金を採用することが可能である。[0054] Further, as the material constituting the second layer 22 ₂ in the electrode 22, instead of the Ni (nickel), Ag
(Silver), Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Cu
(Copper), Fe (iron), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc)
Etc. and alloys containing them can be employed.

【００５５】また、電極２２における第３の層２２_３を
構成する材料としては、Ｃu(銅)に換えて、Ａg(銀)、Ａ
l(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe(鉄)、Ｎｉ
(ニッケル)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚn(亜鉛)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。[0055] The material constituting the third layer 22 ₃ in the electrode 22, instead of the Cu (copper), Ag (silver), A
l (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe (iron), Ni
It is possible to use (nickel), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc), or the like, or an alloy containing them.

【００５６】ここで、電極２２における第１の層２
２_１、第２の層２２_２、第３の層２２_３を構成する材料
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し
得るものであることは言うまでもない。Here, the first layer 2 of the electrode 22
2 _1, second layer 22 _2, the material constituting the third layer 22 _3, the thermoelectric element Ep, it goes without saying that may be selected as appropriate in accordance with the composition of En.

【００５７】一方、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール２０の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の電極２２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続
しているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較し
て発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール２０の
低温側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを用
いて、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能であ
る。On the other hand, in the embodiment described above, the high-temperature side and the low-temperature side of the thermoelectric module 20, that is, each thermoelectric element E
At the upper and lower portions of p, En..., the thermoelectric elements Ep and En are connected by using the above-mentioned multilayered electrode 22, respectively. Therefore, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En on the low temperature side of the thermoelectric module 20 by using the conventional electrode B as shown in FIG.

【００５８】また、上述した実施例においては、各電極
２２，２２…が各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎに対して直接に接
合されているが、電極２２における第２の層２２_２ と
熱電素子Ｅｐ、Ｅｎとの間に、１層以上の材料層を介在
させることが可能であり、さらには電極２２における第
３の層２２_３ の外表面においても、１層以上の材料層
を形成することが可能である。[0058] Further, in the above embodiment, the electrodes 22, 22 are each thermoelectric element Ep, but is directly bonded to En, the second layer 22 in the electrode 22 ₂ and the thermoelectric element Ep, between En, it is possible to interpose one or more layers of material layers, and even in the third layer 22 ₃ of the outer surface of the electrode 22, can be formed one or more layers of material layers It is.

【００５９】また、上述した実施例では、電極２２を第
１の層２２_１、第２の層２２_２、および第３の層２２_３
の３層構造としているが、第１の層２２_１と第２の層
２２ _２との間、および第１の層２２_１と第３の層２２_３
との間に、１層以上の材料層を介在させることが可能で
ある。In the embodiment described above, the electrode 22 is
One layer 22₁, The second layer 22₂And the third layer 22₃
 The first layer 22 has a three-layer structure.₁And the second layer
22 ₂And between the first layer 22₁And the third layer 22₃
It is possible to interpose one or more material layers between
is there.

【００６０】図３は、本発明(請求項３)に関わる熱電モ
ジュールの第３実施例であり、この熱電モジュール３０
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す接合体３２，３２…を用いて、互いに接
続することにより構成されている。FIG. 3 shows a third embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 3).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged. Are connected to each other using joined bodies 32, 32,...

【００６１】熱電モジュール３０を構成する各々の接合
体３２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の大きい
材料であるＣu(銅)から成る第１の層３２_１と、この第
１の層３２_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最内部に
位置する第２の層３２_２と、上記第１の層３２_１に対し
て熱電素子Ｅｐ、Ｅnと反対側の最外部に位置する第３
の層３２_３とを備えた多層構造を呈している。[0061] Each of the joint body 32 constituting the thermoelectric module 30, the thermoelectric element Ep, the first layer 32 ₁ made of Cu (copper) is a material with a large coefficient of linear expansion than En, the first layer 32 thermoelectric element Ep relative to _1, and the second layer 32 ₂ located innermost En side, a third located outermost of the first layer 32 ₁ thermoelectric element against Ep, En opposite
And it has a multilayer structure in which a layer 32 _3.

【００６２】第２の層３２_２は、Ｃｕ(銅)から成る第１
の層３２_１よりも線膨張係数の小さい材料であるＭｏ
(モリブデン）から成っている一方、第３の層３２
_３は、Ｃｕ(銅)から成る第１の層３２_１よりも線膨張係
数の小さい材料であるＡｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウム)を
原料としたセラミックから成っている。[0062] The second layer 32 _2, first made of Cu (copper)
Mo is a material having a small linear expansion coefficient than the layer 32 ₁
(Molybdenum) while the third layer 32
₃ is made of Cu first layer 32 ₁ Al 2 _O 3 is a material having a small linear expansion coefficient than consisting of (copper) _(aluminum oxide) ceramic as a raw material.

【００６３】また、各接合体３２，３２…は、互いに隣
り合う一対の熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続しており、各熱
電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部と下部（図中の上方側と下方
側）とにおいて、それぞれ互いに分離かつ隣り合う態様
で配置されている。Are connected to a pair of thermoelectric elements Ep, En adjacent to each other, and the upper and lower portions (upper and lower sides in the figure) of each thermoelectric element Ep, En. And) are arranged in such a manner that they are separated from and adjacent to each other.

【００６４】上述した構成の熱電モジュール３０によれ
ば、接合体３２における第１の層３２_１を挟んだ最内部
と最外部とに、それぞれ第１の層３２_１よりも線膨張係
数の小さい第２の層３２_２と第３の層３２_３とを設けた
ことで、接合体３２における熱膨張／熱収縮を抑制する
ことが可能となる。[0064] According to the thermoelectric module 30 of the above configuration, into a first innermost and outermost sandwiching a layer 32 ₁ in the assembly 32, having a small linear expansion coefficient than the first layer 32 ₁ each of the first second layer 32 ₂ and by providing the third layer 32 _3, it is possible to suppress the thermal expansion / thermal contraction of the bonded structure 32.

【００６５】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと接合体
３２との接合部、および接合部の周辺に発生する熱応力
が抑えられ、熱応力に起因する損傷が未然に防止される
ことによって、耐熱性に優れた熱電モジュール３０を得
ることが可能となる。As a result, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep and En and the joined body 32 and the periphery of the junction is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand. It is possible to obtain a thermoelectric module 30 having excellent properties.

【００６６】また、熱電モジュール３０の耐熱性が向上
することにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Further, since the heat resistance of the thermoelectric module 30 is improved, the thermoelectric elements E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【００６７】さらに、上記構成によれば、互いに分離か
つ隣り合う複数の接合体３２，３２…を用いて熱電素子
Ｅｐ、Ｅｎを互いに接続しているので、熱電モジュール
３０に発生した熱応力が有効に開放、分散されることと
なり、熱応力に起因する損傷が未然に防止されることに
よって、耐熱性に優れた熱電モジュール３０を得ること
が可能となる。Further, according to the above configuration, the thermoelectric elements Ep and En are connected to each other using the plurality of joined bodies 32 separated from each other and adjacent to each other, so that the thermal stress generated in the thermoelectric module 30 is effective. The thermoelectric module 30 having excellent heat resistance can be obtained by preventing damage caused by thermal stress beforehand.

【００６８】なお、熱電モジュール３０における熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎとしては、上述の如くＭｎ−Ｓｉ(マンガ
ン−ケイ素)系、Ｍg−Ｓi(マグネシウム−ケイ素)系、
あるいはＢi−Ｔe(ビスマス−テルル)系等の熱電素子を
採用することも可能である。The thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 30 include Mn-Si (manganese-silicon), Mg-Si (magnesium-silicon),
Alternatively, it is also possible to employ a thermoelectric element such as a Bi-Te (bismuth-tellurium) system.

【００６９】また、接合体３２における第１の層３２_１
を構成する材料としては、Ｃu(銅)に換えて、Ａg(銀)、
Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe(鉄)、Ｎｉ
(ニッケル)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚn(亜鉛)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。The first layer 32 ₁ in the joined body 32
As a material for constituting Ag, instead of Cu (copper), Ag (silver),
Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe (iron), Ni
It is possible to use (nickel), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc), or the like, or an alloy containing them.

【００７０】また、接合体３２における第２の層３２_２
を構成する材料としては、Ｍｏ(モリブデン)に換えて、
Ｎｂ(ニオブ)、Ｗ(タングステン)、Ｔａ(タンタル)、Ｔ
ｉ(チタン)、Ｃr(クロム）、Ｐt(白金）、Ｒh(ロジウ
ム)、Ｓi(ケイ素)、Ｖ(バナジウム)、Ｚr(ジルコニウ
ム)等や、それらを含む合金を採用することが可能であ
る。Further, the second layer 32 ₂ in the joined body 32
As a material constituting, instead of Mo (molybdenum),
Nb (niobium), W (tungsten), Ta (tantalum), T
It is possible to use i (titanium), Cr (chromium), Pt (platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), V (vanadium), Zr (zirconium), and alloys containing them.

【００７１】また、接合体３２における第３の層３２_３
を構成する材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウ
ム）を原料としたセラミックに換えて、ＡlＮ(窒化アル
ミ)を原料としたセラミック、ＳiＯ_２(二酸化ケイ素)を
原料としたガラス、Ｃr(クロム)、Ｎb(ニオブ)、Ｐt(白
金)、Ｒh(ロジウム)、Ｓｉ(ケイ素)、Ｔa(タンタル)、
Ｔｉ(チタン)、Ｖ(バナジウム)、Ｍｏ(モリブデン)、Ｗ
(タングステン)、Ｚr(ジルコニウム)等や、それらを含
む合金を採用することが可能である。[0071] The third layer 32 ₃ of the bonded structure 32
Are made of ceramics made of AlN (aluminum nitride), glass made of SiO ₂ (silicon dioxide), and Cr (chromium) instead of ceramics made of Al ₂ O ₃ (aluminum oxide). ), Nb (niobium), Pt (platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), Ta (tantalum),
Ti (titanium), V (vanadium), Mo (molybdenum), W
(Tungsten), Zr (zirconium), etc., and alloys containing them can be used.

【００７２】ここで、接合体３２における第１の層３２
_１、第２の層３２_２、第３の層３２ _３ を構成する材料
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し
得るものであることは言うまでもない。Here, the first layer 32 of the joined body 32
₁, The second layer 32₂The third layer 32 ₃ Constituent material
Is appropriately selected according to the composition of the thermoelectric elements Ep and En.
It goes without saying that it is a gain.

【００７３】一方、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール３０の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の接合体３２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接
続しているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較
して発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール３０
の低温側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを
用いて、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能であ
る。On the other hand, in the embodiment described above, the high-temperature side and the low-temperature side of the thermoelectric module 30, that is, each thermoelectric element E
The thermoelectric elements Ep and En are connected to each other at the upper and lower portions of p, En... by using the above-described joint body 32 having a multilayer structure. Since the stress is small, the thermoelectric module 30
On the low temperature side, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En using the conventional electrode B as shown in FIG.

【００７４】また、上述した熱電モジュール３０では、
接合体３２を第１の層３２_１ 、第２の層３２_２、およ
び第３の層３２_３ の３層構造としているが、第１の層
３２ _１と第２の層３２_２との間、および第１の層３２_１
と第３の層３２_３ との間に、１層以上の材料層を介在
させることも可能である。In the thermoelectric module 30 described above,
The joined body 32 is connected to the first layer 32₁ , The second layer 32₂, And
And the third layer 32₃ Has a three-layer structure, but the first layer
32 ₁And the second layer 32₂And between the first layer 32₁
And the third layer 32₃ One or more material layers between
It is also possible to make it.

【００７５】ここで、上述した熱電モジュール３０にお
ける接合体３２は、隣り合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続
するものであって、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの表面のみに蒸
着層やメッキ層が形成されている場合には、これら蒸着
層やメッキ層も接合体を構成する要素となり、さらには
ハンダ層等の中間層が介在するものも接合体の範疇に含
まれることは言うまでもない。Here, the joined body 32 in the above-described thermoelectric module 30 connects the adjacent thermoelectric elements Ep and En, and a vapor deposition layer or a plating layer is formed only on the surfaces of the thermoelectric elements Ep and En. In such a case, it is needless to say that these vapor deposition layers and plating layers also constitute elements of the joined body, and those having an intermediate layer such as a solder layer are also included in the category of the joined body.

【００７６】図４は、本発明(請求項３)に関わる熱電モ
ジュールの第４実施例であり、熱電モジュール４０を構
成する各々の接合体４２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線
膨張係数の大きい材料であるＣｕ(銅)から成る第１の層
４２_１と、この第１の層４２ _１に対して熱電素子Ｅp、
Ｅn側の最内部に位置する第２の層４２_２ と、上記第１
の層４２_１に対して熱電素子Ｅp、Ｅnと反対側の最外部
に位置する第３の層４２_３とを備えた多層構造を呈して
いる。FIG. 4 shows a thermoelectric module according to the present invention (claim 3).
This is a fourth embodiment of the present invention, in which a thermoelectric module 40 is configured.
Each of the formed joints 42 is made of a thermoelectric element Ep, En
First layer made of Cu (copper) which is a material having a large expansion coefficient
42₁And the first layer 42 ₁For the thermoelectric element Ep,
The innermost second layer 42 on the En side₂ And the first
Layer 42 of₁Outermost side opposite to thermoelectric elements Ep and En
The third layer 42 located at₃With a multilayer structure with
I have.

【００７７】第２の層４２_２は、Ｃｕ(銅)から成る第１
の層４２_１よりも線膨張係数の小さい材料であるＭｏ
(モリブデン）から成っている一方、第３の層４２
_３は、Ｃｕ(銅)から成る第１の層４２_１よりも線膨張係
数の小さい材料であるＡｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウム)を
原料としたセラミックから成っている。[0077] The second layer 42 _2, first made of Cu (copper)
Mo is a material having a small linear expansion coefficient than the layer 42 ₁
(Molybdenum) while the third layer 42
₃ is made of Cu first layer 42 ₁ Al 2 _O 3 is a material having a small linear expansion coefficient than consisting of (copper) _(aluminum oxide) ceramic as a raw material.

【００７８】また、各接合体４２，４２…は、各熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部と下部（図中の上方側と下方側）
とにおいて、それぞれ互いに分離かつ隣り合う態様で配
置されている。Are connected to the upper and lower portions (upper and lower sides in the figure) of the thermoelectric elements Ep, En.
And are arranged in such a manner that they are separated from and adjacent to each other.

【００７９】さらに、各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部に
おける接合体４２の一部は、３個以上の熱電素子Ｅｐ、
Ｅｎ…に亘る一枚のセラミックから成る第３の層４２_３
を有しており、上記構成の接合体４２は３個以上の熱
電素子Ｅp、Ｅn…を一体に接合している。Further, a part of the joined body 42 above each of the thermoelectric elements Ep, En...
The third layer 42 ₃ made from a single piece of ceramic over the En ...
, And the joined body 42 having the above structure integrally joins three or more thermoelectric elements Ep, En.

【００８０】なお、各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の下部にお
いても、接合体４２の一部を、３個以上の熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…に亘る第３の層４２_３ を備えた構造とする
ことが可能である。.., A part of the joined body 42 is also provided below each of the thermoelectric elements Ep, En.
It is possible to have a structure including a _third layer 423 extending over p, En.

【００８１】上述した構成の熱電モジュール４０は、接
合体４２の一部を、３個以上の熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…に
亘る第３の層４２_３ を備えた構造とした以外、先に説
明した第３実施例の熱電モジュール３０と基本的に同一
構成であり、上述した熱電モジュール３０と同様の作用
効果を奏するものである。[0081] Configuration thermoelectric module 40 described above, a portion of the assembly 42, three or more thermoelectric elements Ep, except that the third layer 42 ₃ having a structure over En ..., previously described It has basically the same configuration as the thermoelectric module 30 of the third embodiment, and has the same operation and effect as the thermoelectric module 30 described above.

【００８２】図５は、本発明(請求項４)に関わる熱電モ
ジュールの第５実施例であり、この熱電モジュール５０
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す接合体５２，５２…を用いて、互いに接
続することにより構成されている。FIG. 5 shows a fifth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 4).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and an adjacent thermoelectric element Ep and thermoelectric element En are multilayered as described later. Are connected to each other using joined bodies 52, 52,...

【００８３】熱電モジュール５０を構成する各々の接合
体５２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の小さい
材料であるＡｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウム)を原料とした
セラミックから成る第１の層５２_１と、この第１の層５
２_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最内部に位置する
第２の層５２_２と、上記第１の層５２_１に対して熱電素
子Ｅｐ、Ｅnと反対側の最外部に位置する第３の層５２
_３とを備えた多層構造を呈している。Each of the joined bodies 52 constituting the thermoelectric module 50 is made of a first layer 52 made of ceramic made of Al ₂ O ₃ (aluminum oxide) which is a material having a smaller linear expansion coefficient than the thermoelectric elements Ep and En. ₁ and this first layer 5
2 ₁ thermoelectric element against Ep, the second layer 52 ₂ located innermost En side, first located outermost of the first layer 52 ₁ thermoelectric element against Ep, En opposite The third layer 52
₃ ).

【００８４】第２の層５２_２は、セラミックから成る第
１の層５２_１よりも線膨張係数の大きい材料であるＮi
(ニッケル)から成っている一方、第３の層５２_３は、セ
ラミックから成る第１の層５２_１よりも線膨張係数の大
きい材料であるＣu(銅)から成っている。[0084] The second layer 52 ₂ is a material having a large coefficient of linear expansion than the first layer 52 ₁ made of ceramic Ni
While consists (nickel), the third layer 52 ₃ is composed of Cu (copper) is a material with a large coefficient of linear expansion than the first layer 52 ₁ made of ceramic.

【００８５】また、各接合体５２，５２…は、互いに隣
り合う一対の熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続しており、各熱
電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部と下部（図中の上方側と下方
側）とにおいて、それぞれ互いに分離かつ隣り合う態様
で配置されている。Are connected to a pair of thermoelectric elements Ep, En adjacent to each other, and the upper and lower portions (upper and lower sides in the figure) of each thermoelectric element Ep, En. And) are arranged in such a manner that they are separated from and adjacent to each other.

【００８６】上述した構成の熱電モジュール５０によれ
ば、接合体５２における第１の層５２_１を挟んだ最内部
と最外部とに、それぞれ第１の層５２_１よりも線膨張係
数の大きい第２の層５２_２と第３の層５２_３とを設けた
ことで、接合体５２における熱膨張／熱収縮を抑制する
ことが可能となる。[0086] According to the thermoelectric module 50 of the structure described above, the first layer 52 innermost and outermost sandwiching _one of the bonded structure 52, a large second linear expansion coefficient than the first layer 52 _1, respectively second layer 52 ₂ and by providing the third layer 52 _3, it is possible to suppress the thermal expansion / thermal contraction of the bonded structure 52.

【００８７】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと接合体
５２との接合部、および接合部の周辺に発生する熱応力
が抑えられ、熱応力に起因する損傷が未然に防止される
ことによって、耐熱性に優れた熱電モジュール５０を得
ることが可能となる。As a result, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep and En and the joined body 52 and at the periphery of the junction is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand. It is possible to obtain a thermoelectric module 50 having excellent properties.

【００８８】また、熱電モジュール５０の耐熱性が向上
することにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Further, since the heat resistance of the thermoelectric module 50 is improved, the thermoelectric element E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【００８９】さらに、上記構成によれば、互いに分離か
つ隣り合う複数の接合体５２，５２…を用いて熱電素子
Ｅｐ、Ｅｎを互いに接続しているので、熱電モジュール
５０に発生した熱応力が有効に開放、分散されることと
なり、熱応力に起因する損傷が未然に防止されることに
よって、耐熱性に優れた熱電モジュール５０を得ること
が可能となる。Further, according to the above configuration, the thermoelectric elements Ep and En are connected to each other using the plurality of joints 52, 52... Which are separated from and adjacent to each other, so that the thermal stress generated in the thermoelectric module 50 is effective. The thermoelectric module 50 having excellent heat resistance can be obtained by preventing damage caused by thermal stress beforehand.

【００９０】なお、熱電モジュール５０における熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎとしては、上述の如くＭｎ−Ｓｉ(マンガ
ン−ケイ素)系、Ｍg−Ｓi(マグネシウム−ケイ素)系、
あるいはＢi−Ｔe(ビスマス−テルル)系等の熱電素子を
採用することも可能である。The thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 50 are, as described above, Mn-Si (manganese-silicon), Mg-Si (magnesium-silicon),
Alternatively, it is also possible to employ a thermoelectric element such as a Bi-Te (bismuth-tellurium) system.

【００９１】また、接合体５２における第１の層５２_１
を構成する材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウ
ム）を原料としたセラミックに換えて、ＡlＮ(窒化アル
ミ)を原料としたセラミック、ＳiＯ_２(二酸化ケイ素)を
原料としたガラス、Ｃｒ(クロム)、Ｎb(ニオブ)、Ｐt
(白金)、Ｒh(ロジウム)、Ｓi(ケイ素)、Ｔa(タンタ
ル)、Ｔi(チタン)、Ｖ(バナジウム)、Ｍｏ(モリブデ
ン)、Ｗ(タングステン)、Ｚr(ジルコニウム)等や、それ
らを含む合金を採用することが可能である。Further, the first layer 52 ₁ in the joined body 52
The material constituting the, instead Al 2 _O 3 _(aluminum oxide) to the ceramic as a raw material, AlN glass ceramics (aluminum nitride) was used as a raw material, SiO 2 of the _(silicon dioxide) as a raw material, Cr (chromium ), Nb (niobium), Pt
(Platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), Ta (tantalum), Ti (titanium), V (vanadium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Zr (zirconium), and alloys containing them Can be adopted.

【００９２】また、接合体５２における第２の層５２_２
を構成する材料としては、Ｎｉ(ニッケル)に換えて、Ａ
g(銀)、Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｃu
(銅)、Ｆｅ(鉄)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚｎ(亜鉛)
等や、それらを含む合金を採用することが可能である。Further, the second layer 52 ₂ in the joined body 52
Is made of A instead of Ni (nickel).
g (silver), Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Cu
(Copper), Fe (iron), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc)
Etc. and alloys containing them can be employed.

【００９３】また、接合体５２における第３の層５２_３
を構成する材料としては、Ｃu(銅)に換えて、Ａg(銀)、
Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe(鉄)、Ｎｉ
(ニッケル)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚn(亜鉛)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。The third layer 52 ₃ in the joined body 52
As a material for constituting Ag, instead of Cu (copper), Ag (silver),
Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe (iron), Ni
It is possible to use (nickel), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc), and the like, and alloys containing them.

【００９４】ここで、接合体５２における第１の層５２
_１、第２の層５２_２、第３の層５２ _３ を構成する材料
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し
得るものであることは言うまでもない。Here, the first layer 52 of the joined body 52
₁, The second layer 52₂, Third layer 52 ₃ Constituent material
Is appropriately selected according to the composition of the thermoelectric elements Ep and En.
It goes without saying that it is a gain.

【００９５】一方、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール５０の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の接合体５２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接
続しているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較
して発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール５０
の低温側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを
用いて、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能であ
る。On the other hand, in the embodiment described above, the high-temperature side and the low-temperature side of the thermoelectric module 50, that is, each thermoelectric element E
At the upper and lower portions of p, En..., the thermoelectric elements Ep and En are connected by using the above-described joint structure 52 having a multilayer structure, respectively. Since the stress is small, the thermoelectric module 50
On the low temperature side, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En using the conventional electrode B as shown in FIG.

【００９６】また、上述した熱電モジュール５０では、
接合体５２を第１の層５２_１ 、第２の層５２_２、およ
び第３の層５２_３ の３層構造としているが、第１の層
５２ _１と第２の層５２_２との間、および第１の層５２_１
と第３の層５２_３ との間に、１層以上の材料層を介在
させることも可能である。In the thermoelectric module 50 described above,
The joined body 52 is formed by the first layer 52₁ , The second layer 52₂, And
And the third layer 52₃ Has a three-layer structure, but the first layer
52 ₁And the second layer 52₂And between the first layer 52₁
And the third layer 52₃ One or more material layers between
It is also possible to make it.

【００９７】ここで、上述した熱電モジュール５０にお
ける接合体５２は、隣り合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続
するものであって、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの表面のみに蒸
着層やメッキ層が形成されている場合には、これら蒸着
層やメッキ層も接合体を構成する要素となり、さらには
ハンダ層等の中間層が介在するものも接合体の範疇に含
まれることは言うまでもない。Here, the joined body 52 in the above-mentioned thermoelectric module 50 connects the adjacent thermoelectric elements Ep and En, and the vapor deposition layer and the plating layer are formed only on the surfaces of the thermoelectric elements Ep and En. In such a case, it is needless to say that these vapor deposition layers and plating layers also constitute elements of the joined body, and those having an intermediate layer such as a solder layer are also included in the category of the joined body.

【００９８】図６は、本発明(請求項４)に関わる熱電モ
ジュールの第６実施例であり、熱電モジュール６０を構
成する各々の接合体６２は、熱電素子Ｅp、Ｅnより線膨
張係数の小さい材料であるＡｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウ
ム)を原料としたセラミックから成る第１の層６２
_１と、この第１の層６２_１に対して熱電素子Ｅp、Ｅn側
の最内部に位置する第２の層６２_２と、上記第１の層６
２_１に対して熱電素子Ｅp、Ｅnと反対側の最外部に位置
する第３の層６２_３とを備えた多層構造を呈している。FIG. 6 shows a sixth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 4). Each of the joints 62 constituting the thermoelectric module 60 has a smaller linear expansion coefficient than the thermoelectric elements Ep and En. First layer 62 made of ceramic made of Al ₂ O ₃ (aluminum oxide) as a material
_1, the first layer 62 ₁ thermoelectric element against Ep, the second layer 62 ₂ located innermost En side, the first layer 6
2 ₁ thermoelectric element against Ep, and has a multilayer structure in which a third layer 62 ₃ is located in the outermost En opposite.

【００９９】第２の層６２_２は、セラミックから成る第
１の層６２_１よりも線膨張係数の大きい材料であるＮi
(ニッケル)から成っている一方、第３の層６２_３は、セ
ラミックから成る第１の層６２_１よりも線膨張係数の大
きい材料であるＣu(銅)から成っている。[0099] The second layer 62 ₂ is a material having a large coefficient of linear expansion than the first layer 62 ₁ made of ceramic Ni
While consists (nickel), the third layer 62 ₃ is composed of Cu (copper) is a material with a large coefficient of linear expansion than the first layer 62 ₁ made of ceramic.

【０１００】また、各接合体６２，６２…は、各熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部と下部（図中の上方側と下方側）
とにおいて、それぞれ互いに分離かつ隣り合う態様で配
置されている。Are connected to the upper and lower portions (upper and lower sides in the figure) of the thermoelectric elements Ep, En.
And are arranged in such a manner that they are separated from and adjacent to each other.

【０１０１】さらに、各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の上部に
おける接合体６２の一部は、３個以上の熱電素子Ｅｐ、
Ｅｎ…に亘る一枚のセラミックから成る第１の層６２_１
を有しており、上記構成の接合体６２は３個以上の熱
電素子Ｅp、Ｅn…を一体に接合している。Further, a part of the joined body 62 above each of the thermoelectric elements Ep, En...
The first layer 62 ₁ made of a single ceramic material extending over En.
And the joined body 62 having the above structure integrally joins three or more thermoelectric elements Ep, En.

【０１０２】なお、各熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…の下部にお
いても、接合体６２の一部を、３個以上の熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…に亘る第１の層６２_１ を備えた構造とする
ことが可能である。It is to be noted that a part of the joint 62 is also provided below each of the thermoelectric elements Ep, En.
p, may be a first layer 62 ₁ having a structure over En ....

【０１０３】上述した構成の熱電モジュール６０は、接
合体６２の一部を、３個以上の熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ…に
亘る第１の層６２_１ を備えた構造とした以外、先に説
明した第５実施例の熱電モジュール５０と基本的に同一
構成であり、上述した熱電モジュール５０と同様の作用
効果を奏するものである。[0103] thermoelectric module 60 with the above-the part of the bonding member 62, three or more thermoelectric elements Ep, except that the first layer 62 ₁ having a structure over En ..., previously described It has basically the same configuration as the thermoelectric module 50 of the fifth embodiment, and has the same operation and effect as the thermoelectric module 50 described above.

【０１０４】図７は、本発明(請求項５)に関わる熱電モ
ジュールの第７実施例であり、この熱電モジュール７０
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す接合体７２，７２…を用いて、互いに接
続することにより構成されている。FIG. 7 shows a seventh embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 5).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and an adjacent thermoelectric element Ep and thermoelectric element En are multilayered as described later. Are connected to each other using joined bodies 72, 72,...

【０１０５】熱電モジュール７０を構成する各々の接合
体７２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の大きい
材料であるＣu(銅)から成る第１の層７２_１と、この第
１の層７２_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと反対側の最
外部に位置する第２の層７２ _２と、上記第１の層７２_１
に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最内部に位置する第
３の層７２_３とを備えた多層構造を呈している。Each junction constituting the thermoelectric module 70
The body 72 has a larger linear expansion coefficient than the thermoelectric elements Ep and En.
First layer 72 of Cu (copper) as a material₁And this
One layer 72₁With respect to the thermoelectric elements Ep and En on the opposite side.
Externally located second layer 72 ₂And the first layer 72₁
 Of the thermoelectric elements Ep and En located on the innermost side
The third layer 72₃And a multi-layer structure having the following.

【０１０６】第２の層７２_２は、Ｃｕ(銅)から成る第１
の層７２_１よりも線膨張係数の小さい材料であるＡｌ_２
Ｏ_３(酸化アルミニウム)を原料としたセラミックから成
っている一方、第３の層７２_３は、セラミックから成っ
ている第２の層７２_２よりも線膨張係数の小さい材料で
あるＭｏ(モリブデン）から成っている。[0106] The second layer 72 _2, first made of Cu (copper)
Material having a small linear expansion coefficient than the layer 72 ₁ of a is Al ₂
O 3 while consist ceramics _(the aluminum oxide) as a raw material, the third layer 72 ₃ is a material having a low linear expansion coefficient than the second layer 72 ₂ is made of ceramic Mo (molybdenum) Consists of

【０１０７】また、各熱電素子Ｅp、Ｅnに対する図中の
上方側に設けられた接合体７２は、熱電モジュール７０
の全域に亘る一枚のセラミックから成る第２の層７２_２
を有しており、これによって上記接合体７２は全ての
熱電素子Ｅp、Ｅn…を一体に接合している。Further, the joined body 72 provided on the upper side in the figure with respect to each thermoelectric element Ep, En is a thermoelectric module 70
The second layer 72 ₂ made of a single ceramic over the entire area of
, Whereby the joined body 72 integrally joins all the thermoelectric elements Ep, En...

【０１０８】上述した構成の熱電モジュール７０によれ
ば、接合体７２における第１の層７２_１を挟んだ最内部
と最外部とに、それぞれ第１の層７２_１よりも線膨張係
数の小さい第２の層７２_２と第３の層７２_３とを設けた
ことで、接合体７２における熱膨張／熱収縮を抑制する
ことが可能となる。[0108] According to the thermoelectric module 70 of the above-described configuration, the first innermost and outermost sandwiching a layer 72 ₁ in the assembly 72, a small coefficient of linear expansion than the first layer 72 ₁ each of the first second layer 72 ₂ and by providing the third layer 72 _3, it is possible to suppress the thermal expansion / thermal contraction of the bonded structure 72.

【０１０９】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと接合体
７２との接合部、および接合部の周辺に発生する熱応力
が抑えられ、熱応力に起因する損傷が未然に防止される
ことによって、耐熱性に優れた熱電モジュール７０を得
ることが可能となる。As a result, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep and En and the joined body 72 and the periphery of the junction is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand, so that the heat resistance is reduced. It is possible to obtain a thermoelectric module 70 having excellent properties.

【０１１０】また、熱電モジュール７０の耐熱性が向上
することにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Further, since the heat resistance of the thermoelectric module 70 is improved, the thermoelectric element E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【０１１１】なお、熱電モジュール７０における熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎとしては、上述の如くＭｎ−Ｓｉ(マンガ
ン−ケイ素)系、Ｍg−Ｓi(マグネシウム−ケイ素)系、
あるいはＢi−Ｔe(ビスマス−テルル)系等の熱電素子を
採用することも可能である。The thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 70 are, as described above, Mn-Si (manganese-silicon), Mg-Si (magnesium-silicon),
Alternatively, it is also possible to employ a thermoelectric element such as a Bi-Te (bismuth-tellurium) system.

【０１１２】また、接合体７２における第１の層７２_１
を構成する材料としては、Ｃu(銅)に換えて、Ａg(銀)、
Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe(鉄)、Ｎｉ
(ニッケル)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚn(亜鉛)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。The first layer 72 ₁ in the joined body 72
The materials constituting Ag are Ag (silver), instead of Cu (copper).
Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe (iron), Ni
It is possible to use (nickel), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc), and the like, and alloys containing them.

【０１１３】また、接合体７２における第２の層７２_２
を構成する材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウ
ム）を原料としたセラミックに換えて、ＡlＮ(窒化アル
ミ)を原料としたセラミック、ＳiＯ_２(二酸化ケイ素)を
原料としたガラス、Ｃｒ(クロム)、Ｎb(ニオブ)、Ｐt
(白金)、Ｒh(ロジウム)、Ｓi(ケイ素)、Ｔa(タンタ
ル)、Ｔi(チタン)、Ｖ(バナジウム)、Ｍｏ(モリブデ
ン)、Ｗ(タングステン)、Ｚr(ジルコニウム)等や、それ
らを含む合金を採用することが可能である。Further, the second layer 72 ₂ in the joined body 72
The material constituting the, instead Al 2 _O 3 _(aluminum oxide) to the ceramic as a raw material, AlN glass ceramics (aluminum nitride) was used as a raw material, SiO 2 of the _(silicon dioxide) as a raw material, Cr (chromium ), Nb (niobium), Pt
(Platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), Ta (tantalum), Ti (titanium), V (vanadium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Zr (zirconium), and alloys containing them Can be adopted.

【０１１４】また、接合体７２における第３の層７２_３
を構成する材料としては、Ｍｏ(モリブデン)に換えて、
Ｎb(ニオブ)、Ｗ(タングステン)、Ｔa(タンタル)、Ｔｉ
(チタン)、Ｃr(クロム）、Ｐｔ(白金）、Ｒｈ(ロジウ
ム)、Ｓi(ケイ素)、Ｖ(バナジウム)、Ｚr(ジルコニウ
ム)等や、それらを含む合金を採用することが可能であ
る。[0114] The third layer 72 ₃ of the bonded structure 72
As a material constituting, instead of Mo (molybdenum),
Nb (niobium), W (tungsten), Ta (tantalum), Ti
(Titanium), Cr (chromium), Pt (platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), V (vanadium), Zr (zirconium), and alloys containing them can be used.

【０１１５】ここで、接合体７２における第１の層７２
_１、第２の層７２_２、第３の層７２ _３ を構成する材料
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し
得るものであることは言うまでもない。Here, the first layer 72 in the joined body 72
₁, The second layer 72₂, Third layer 72 ₃ Constituent material
Is appropriately selected according to the composition of the thermoelectric elements Ep and En.
It goes without saying that it is a gain.

【０１１６】なお、上述した実施例においては、各熱電
素子Ｅp、Ｅnの上方側において、熱電モジュール７０の
全域に亘る第２の層７２_２ を有した接合体７２を接合
しているが、各熱電素子Ｅp、Ｅnの下方側においても、
熱電モジュール７０の全域に亘る第２の層７２_２ を有
した接合体７２を接合することが可能である。In the above-described embodiment, the joined body 72 having the _second layer 722 over the entire area of the thermoelectric module 70 is joined above the thermoelectric elements Ep and En. Even below the thermoelectric elements Ep and En,
It is possible to join the joined body 72 having the _second layer 722 over the entire area of the thermoelectric module 70.

【０１１７】また、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール７０の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の接合体７２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接
続しているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較
して発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール７０
の低温側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを
用いて、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能であ
る。In the above-described embodiment, the high-temperature side and low-temperature side of the thermoelectric module 70, that is, each thermoelectric element E
At the upper and lower portions of p, En..., the thermoelectric elements Ep and En are connected by using the above-described bonded structure 72 having a multilayer structure. Since the stress is small, the thermoelectric module 70
On the low temperature side, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En using the conventional electrode B as shown in FIG.

【０１１８】さらに、上述した熱電モジュール７０で
は、接合体７２を第１の層７２_１ 、第２の層７２_２、
および第３の層７２_３ の３層構造としているが、第１
の層７２_１と第２の層７２_２との間、および第１の層７
２_１と第３の層７２_３ との間に、１層以上の材料層を
介在させることも可能である。Further, in the above-described thermoelectric module 70, the joined body 72 is formed by the first layer 72 ₁ , the second layer 72 ₂ ,
And the third is a three-layer structure of the layer _{72. 3,} the first
Between the layers 72 ₁ and the second layer 72 ₂ and the first layer 7,
Between 2 ₁ and the third layer 72 _3, it is also possible to interpose one or more layers of material layers.

【０１１９】ここで、上述した熱電モジュール７０にお
ける接合体７２は、隣り合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続
するものであって、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの表面のみに蒸
着層やメッキ層が形成されている場合には、これら蒸着
層やメッキ層も接合体を構成する要素となり、さらには
ハンダ層等の中間層が介在するものも接合体の範疇に含
まれることは言うまでもない。Here, the joined body 72 in the above-described thermoelectric module 70 connects the adjacent thermoelectric elements Ep and En, and the vapor deposition layer and the plating layer are formed only on the surfaces of the thermoelectric elements Ep and En. In this case, it is needless to say that these vapor deposition layers and plating layers also constitute elements of the joined body, and those having an intermediate layer such as a solder layer are also included in the category of the joined body.

【０１２０】図８は、本発明(請求項６)に関わる熱電モ
ジュールの第８実施例であり、この熱電モジュール８０
は、多数の熱電素子(Ｐ型熱電素子)Ｅpと熱電素子(Ｎ型
熱電素子)Ｅnとを交互に分散して配置するとともに、隣
り合う熱電素子Ｅｐと熱電素子Ｅｎとを、後述する如き
多層構造を為す接合体８２，８２…を用いて、互いに接
続することにより構成されている。FIG. 8 shows an eighth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention (claim 6).
Is a method in which a large number of thermoelectric elements (P-type thermoelectric elements) Ep and thermoelectric elements (N-type thermoelectric elements) En are alternately dispersed and arranged, and an adjacent thermoelectric element Ep and thermoelectric element En are multilayered as described later. Are connected to each other using joints 82, 82,...

【０１２１】熱電モジュール８０を構成する各々の接合
体８２は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎより線膨張係数の小さい
材料であるＡｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウム)を原料とした
セラミックから成る第１の層８２_１と、この第１の層８
２_１に対して熱電素子Ｅｐ、Ｅｎ側の最内部に位置する
第２の層８２_２と、上記第１の層８２_１に対して熱電素
子Ｅｐ、Ｅnと反対側の最外部に位置する第３の層８２
_３とを備えた多層構造を呈している。Each of the joined bodies 82 constituting the thermoelectric module 80 is made of a first layer 82 made of ceramic made of Al ₂ O ₃ (aluminum oxide) which is a material having a smaller linear expansion coefficient than the thermoelectric elements Ep and En. ₁ and this first layer 8
2 ₁ thermoelectric element against Ep, the second layer 82 ₂ located innermost En side, first located outermost of the first layer 82 ₁ thermoelectric element against Ep, En opposite The third layer 82
₃ ).

【０１２２】第２の層８２_２は、セラミックから成る第
１の層８２_１よりも線膨張係数の大きい材料であるＮｉ
(ニッケル)から成っている一方、第３の層８２_３は、Ｎ
ｉ(ニッケル)から成る第２の層８２_２よりも更に線膨張
係数の大きい材料であるＣｕ(銅)から成っている。[0122] The second layer 82 ₂ is a material having a large coefficient of linear expansion than the first layer 82 ₁ made of ceramic Ni
While consists (nickel), the third layer 82 _3, N
i than the second layer 82 ₂ made of (nickel) consists Cu (copper) is a material with a large addition of linear expansion coefficient.

【０１２３】また、各熱電素子Ｅp、Ｅnに対する図中の
上方側に設けられた接合体８２は、熱電モジュール８０
の全域に亘る一枚のセラミックから成る第１の層８２_１
を有しており、これによって上記接合体８２は全ての
熱電素子Ｅp、Ｅn…を一体に接合している。Further, a joint 82 provided on the upper side in the figure with respect to each thermoelectric element Ep, En is a thermoelectric module 80
The first layer 82 ₁ made of a single ceramic over the entire area of
, Whereby the joined body 82 integrally joins all the thermoelectric elements Ep, En...

【０１２４】上述した構成の熱電モジュール８０によれ
ば、接合体８２における第１の層８２_１を挟んだ最内部
と最外部とに、それぞれ第１の層８２_１よりも線膨張係
数の大きい第２の層８２_２と第３の層８２_３とを設けた
ことで、接合体８２における熱膨張／熱収縮を抑制する
ことが可能となる。[0124] According to the thermoelectric module 80 of the structure described above, the first layer 82 innermost and outermost sandwiching _one of the bonded structure 82, a large second linear expansion coefficient than the first layer 82 _1, respectively second layer 82 ₂ and by providing the third layer 82 _3, it is possible to suppress the thermal expansion / thermal contraction of the bonded structure 82.

【０１２５】これにより、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎと接合体
８２との接合部、および接合部の周辺に発生する熱応力
が抑えられ、熱応力に起因する損傷が未然に防止される
ことによって、耐熱性に優れた熱電モジュール８０を得
ることが可能となる。As a result, the thermal stress generated at the junction between the thermoelectric elements Ep and En and the junction 82 and at the periphery of the junction is suppressed, and the damage due to the thermal stress is prevented beforehand, so that the heat resistance is reduced. It is possible to obtain a thermoelectric module 80 having excellent performance.

【０１２６】また、熱電モジュール８０の耐熱性が向上
することにより、熱電発電装置の稼働時に、熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎの特性に基づく熱電変換効率の高い温度域で、
大きな温度差を熱電モジュールの両面間に付与できるの
で、大出力の電力を取り出すことが可能となる。Further, since the heat resistance of the thermoelectric module 80 is improved, the thermoelectric elements E
In the temperature range of high thermoelectric conversion efficiency based on the characteristics of p and En,
Since a large temperature difference can be applied between both surfaces of the thermoelectric module, it is possible to take out a large output power.

【０１２７】なお、熱電モジュール８０における熱電素
子Ｅｐ、Ｅｎとしては、上述の如くＭｎ−Ｓｉ(マンガ
ン−ケイ素)系、Ｍg−Ｓi(マグネシウム−ケイ素)系、
あるいはＢi−Ｔe(ビスマス−テルル)系等の熱電素子を
採用することも可能である。The thermoelectric elements Ep and En in the thermoelectric module 80 are, as described above, Mn-Si (manganese-silicon), Mg-Si (magnesium-silicon),
Alternatively, it is also possible to employ a thermoelectric element such as a Bi-Te (bismuth-tellurium) system.

【０１２８】また、接合体８２における第１の層８２_１
を構成する材料としては、Ａｌ_２Ｏ_３(酸化アルミニウ
ム）を原料としたセラミックに換えて、ＡlＮ(窒化アル
ミ)を原料としたセラミック、ＳiＯ_２(二酸化ケイ素）
を原料としたガラス、Ｃr(クロム)、Ｎb(ニオブ)、Ｐt
(白金)、Ｒh(ロジウム)、Ｓi(ケイ素)、Ｔa(タンタ
ル)、Ｔi(チタン)、Ｖ(バナジウム)、Ｍｏ(モリブデ
ン)、Ｗ(タングステン)、Ｚr(ジルコニウム)等や、それ
らを含む合金を採用することが可能である。Further, the first layer 82 ₁ in the joined body 82
As a material constituting, a ceramic using AlN (aluminum nitride) as a raw material instead of a ceramic using Al ₂ O ₃ (aluminum oxide), SiO ₂ (silicon dioxide)
From glass, Cr (chromium), Nb (niobium), Pt
(Platinum), Rh (rhodium), Si (silicon), Ta (tantalum), Ti (titanium), V (vanadium), Mo (molybdenum), W (tungsten), Zr (zirconium), and alloys containing them Can be adopted.

【０１２９】また、接合体８２における第２の層８２_２
を構成する材料としては、Ｎｉ(ニッケル)に換えて、Ａ
g(銀)、Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｃu
(銅)、Ｆｅ(鉄)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚｎ(亜鉛)
等や、それらを含む合金を採用することが可能である。Further, the second layer 82 ₂ in the joined body 82
Is made of A instead of Ni (nickel).
g (silver), Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Cu
(Copper), Fe (iron), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc)
Etc. and alloys containing them can be employed.

【０１３０】また、接合体８２における第３の層８２_３
を構成する材料としては、Ｃu(銅)に換えて、Ａg(銀)、
Ａl(アルミ)、Ａu(金)、Ｃo(コバルト)、Ｆe(鉄)、Ｎｉ
(ニッケル)、Ｐt(白金)、Ｔi(チタン)、Ｚn(亜鉛)等
や、それらを含む合金を採用することが可能である。Further, the third layer 82 ₃ in the joined body 82
As a material for constituting Ag, instead of Cu (copper), Ag (silver),
Al (aluminum), Au (gold), Co (cobalt), Fe (iron), Ni
It is possible to use (nickel), Pt (platinum), Ti (titanium), Zn (zinc), or the like, or an alloy containing them.

【０１３１】ここで、接合体８２における第１の層８２
_１、第２の層８２_２、第３の層８２ _３ を構成する材料
は、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの組成に合わせて適宜に選択し
得るものであることは言うまでもない。Here, the first layer 82 in the joined body 82
₁, The second layer 82₂, Third layer 82 ₃ Constituent material
Is appropriately selected according to the composition of the thermoelectric elements Ep and En.
It goes without saying that it is a gain.

【０１３２】なお、上述した実施例においては、各熱電
素子Ｅp、Ｅnの上方側において、熱電モジュール８０の
全域に亘る第１の層８２_１ を有した接合体８２を接合
しているが、各熱電素子Ｅp、Ｅnの下方側においても、
熱電モジュール８０の全域に亘る第１の層８２_１ を有
した接合体８２を接合することが可能である。In the above-described embodiment, the joined body 82 having the _first layer 821 over the entire area of the thermoelectric module 80 is joined above the thermoelectric elements Ep and En. Even below the thermoelectric elements Ep and En,
It is possible to join the joined body 82 having the _first layer 821 over the entire area of the thermoelectric module 80.

【０１３３】また、上述した実施例においては、熱電モ
ジュール８０の高温側と低温側、すなわち各熱電素子Ｅ
ｐ、Ｅｎ…の上部と下部とにおいて、それぞれ上述した
多層構造の接合体８２を用いて熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接
続しているが、熱電モジュールの低温側は高温側と比較
して発生する熱応力が少ないので、熱電モジュール８０
の低温側においては、図９に示した如き従来の電極Ｂを
用いて、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続することも可能であ
る。In the above-described embodiment, the high temperature side and the low temperature side of the thermoelectric module 80, that is, each thermoelectric element E
At the upper and lower portions of p, En..., the thermoelectric elements Ep and En are connected by using the above-mentioned multilayered joint body 82, respectively. Since the stress is small, the thermoelectric module 80
On the low temperature side, it is also possible to connect the thermoelectric elements Ep and En using the conventional electrode B as shown in FIG.

【０１３４】さらに、上述した熱電モジュール８０で
は、接合体８２を第１の層８２_１ 、第２の層８２_２、
および第３の層８２_３ の３層構造としているが、第１
の層８２_１と第２の層８２_２との間、および第１の層８
２_１と第３の層８２_３ との間に、１層以上の材料層を
介在させることも可能である。Further, in the thermoelectric module 80 described above, the joined body 82 is formed by the first layer 82 ₁ , the second layer 82 ₂ ,
And the third is a three-layer structure of layer _{82. 3,} the first
Between the layers 82 ₁ and the second layer 82 _2, and the first layer 8
Between the 2 ₁ and the third layer 82 _3, it is also possible to interpose one or more layers of material layers.

【０１３５】ここで、上述した熱電モジュール８０にお
ける接合体８２は、隣り合う熱電素子Ｅｐ、Ｅｎを接続
するものであって、熱電素子Ｅｐ、Ｅｎの表面のみに蒸
着層やメッキ層が形成されている場合には、これら蒸着
層やメッキ層も接合体を構成する要素となり、さらには
ハンダ層等の中間層が介在するものも接合体の範疇に含
まれることは言うまでもない。Here, the joined body 82 in the above-described thermoelectric module 80 connects the adjacent thermoelectric elements Ep and En, and a vapor deposition layer or a plating layer is formed only on the surface of the thermoelectric elements Ep and En. In such a case, it is needless to say that these vapor deposition layers and plating layers also constitute elements of the joined body, and those having an intermediate layer such as a solder layer are also included in the category of the joined body.

【０１３６】なお、以上説明した第１〜第８の各実施例
においては、本発明を熱電発電装置の熱電モジュールに
適用した例を示したが、本発明の適用範囲は実施例に限
定されるものではなく、様々な設備や装置を構成する熱
電モジュールに対しても、本発明を有効に適用し得るこ
とは言うまでもない。In each of the first to eighth embodiments described above, examples are shown in which the present invention is applied to a thermoelectric module of a thermoelectric generator, but the scope of the present invention is limited to the embodiments. It is needless to say that the present invention can be effectively applied to thermoelectric modules constituting various facilities and devices.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】本発明に関わる熱電モジュールの第１実施例を
示す側面概念図。FIG. 1 is a schematic side view showing a first embodiment of a thermoelectric module according to the present invention.

【図２】本発明に関わる熱電モジュールの第２実施例を
示す側面概念図。FIG. 2 is a conceptual side view showing a second embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図３】本発明に関わる熱電モジュールの第３実施例を
示す側面概念図。FIG. 3 is a schematic side view showing a third embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図４】本発明に関わる熱電モジュールの第４実施例を
示す側面概念図。FIG. 4 is a schematic side view showing a fourth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図５】本発明に関わる熱電モジュールの第５実施例を
示す側面概念図。FIG. 5 is a conceptual side view showing a fifth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図６】本発明に関わる熱電モジュールの第６実施例を
示す側面概念図。FIG. 6 is a conceptual side view showing a sixth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図７】本発明に関わる熱電モジュールの第７実施例を
示す側面概念図。FIG. 7 is a conceptual side view showing a seventh embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図８】本発明に関わる熱電モジュールの第８実施例を
示す側面概念図。FIG. 8 is a conceptual side view showing an eighth embodiment of the thermoelectric module according to the present invention.

【図９】従来の熱電モジュールを示す側面概念図。FIG. 9 is a conceptual side view showing a conventional thermoelectric module.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１，２０，３０，４０，５０，６０，７０，８０…熱電
モジュール、 Ｅｐ，Ｅｎ…熱電素子、 ２，２２…電極、 ２_１，２２_１，…第１の層、 ２_２，２２_２，…第２の層、 ２_３，２２_３，…第３の層、 ３２，４２，５２，６２，７２，８２…接合体、 ３２_１，４２_１，５２_１，６２_１，７２_１，８２_１…第
１の層、 ３２_２，４２_２，５２_２，６２_２，７２_２，８２_２…第
２の層、 ３２_３，４２_３，５２_３，６２_３，７２_３，８２_３…第
３の層。1,20,30,40,50,60,70,80 ... thermoelectric module, Ep, En ... thermoelectric elements, 2, 22 ... electrode, ₂ 1, 22 _1, ... first layer ₂ 2, ₂₂ 2, ... second layer, ₂ 3, 22 _3, ... third layer, 32,42,52,62,72,82 ... conjugate _{32 1,} 42 _{1, 52} 1, 62 _1, 72 1, 82 ₁ ... first layer _{32 2,} 42 _2, 52 _2, 62 2, ₇₂ 2, 82 2 _... second layer, _{32 3,} 42 _3, 52 _3, 62 3, ₇₂ 3, 82 3 _... third layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 晃一 神奈川県平塚市万田1200 株式会社小松製 作所研究所内 Ｆターム(参考） 5F036 AA01 AA04 BA32  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Koichi Ishida 1200 Manda, Hiratsuka-shi, Kanagawa F-term in Komatsu Seisakusho Laboratory 5F036 AA01 AA04 BA32

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 電極を用いて前記熱電素子同士を互いに接続するととも
に、少なくとも一部の電極が、前記熱電素子より線膨張
係数の大きい材料から成る第１の層と、前記第１の層に
対して前記熱電素子側の最内部に位置しかつ前記第１の
層より線膨張係数の小さい材料から成る第２の層と、前
記第１の層に対して前記熱電素子と反対側の最外部に位
置しかつ前記第１の層より線膨張係数の小さい材料から
成る第３の層とを有することを特徴とする熱電モジュー
ル。1. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. The thermoelectric elements are connected to each other using electrodes, and at least some of the electrodes are connected to each other. A first layer made of a material having a larger coefficient of linear expansion than the thermoelectric element, and a material located inside the thermoelectric element with respect to the first layer and having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer; And a third layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer and located on the outermost side of the first layer opposite to the thermoelectric element. A thermoelectric module, characterized in that: 【請求項２】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 電極を用いて前記熱電素子同士を互いに接続するととも
に、少なくとも一部の電極が、前記熱電素子より線膨張
係数の小さい材料から成る第１の層と、前記第１の層に
対して前記熱電素子側の最内部に位置しかつ前記第１の
層より線膨張係数の大きい材料から成る第２の層と、前
記第１の層に対して前記熱電素子と反対側の最外部に位
置しかつ前記第１の層より線膨張係数の大きい材料から
成る第３の層とを有することを特徴とする熱電モジュー
ル。2. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other. The thermoelectric elements are connected to each other using electrodes, and at least some of the electrodes are connected to each other. A first layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the thermoelectric element, and a material located inside the thermoelectric element with respect to the first layer and having a larger coefficient of linear expansion than the first layer And a third layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the first layer and located at the outermost side of the first layer opposite to the thermoelectric element. A thermoelectric module, characterized in that: 【請求項３】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 互いに分離かつ隣り合う複数の接合体を用いて前記熱電
素子同士を互いに接続するとともに、少なくとも一部の
接合体が、前記熱電素子より線膨張係数の大きい材料か
ら成る第１の層と、前記第１の層に対して前記熱電素子
側の最内部に位置しかつ前記第１の層より線膨張係数の
小さい材料から成る第２の層と、前記第１の層に対して
前記熱電素子と反対側の最外部に位置しかつ前記第１の
層より線膨張係数の小さい材料から成る第３の層とを有
することを特徴とする熱電モジュール。3. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other, wherein said thermoelectric elements are connected to each other using a plurality of joined bodies separated from each other and adjacent to each other. At least a part of the joined body is made of a first layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than that of the thermoelectric element. A second layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer; and a material located on the outermost side opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer and having a smaller coefficient of linear expansion than the first layer A third layer comprising: a thermoelectric module. 【請求項４】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 互いに分離かつ隣り合う複数の接合体を用いて前記熱電
素子同士を互いに接続するとともに、少なくとも一部の
接合体が、前記熱電素子より線膨張係数の小さい材料か
ら成る第１の層と、前記第１の層に対して前記熱電素子
側の最内部に位置しかつ前記第１の層より線膨張係数の
大きい材料から成る第２の層と、前記第１の層に対して
前記熱電素子と反対側の最外部に位置しかつ前記第１の
層より線膨張係数の大きい材料から成る第３の層とを有
することを特徴とする熱電モジュール。4. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other, wherein the thermoelectric elements are connected to each other using a plurality of joined bodies separated from each other and adjacent to each other. And a first layer made of a material having a smaller coefficient of linear expansion than the thermoelectric element; and a first layer located at the innermost side of the thermoelectric element with respect to the first layer, and A second layer made of a material having a higher linear expansion coefficient than the first layer; and a material located on the outermost side of the first layer opposite to the thermoelectric element and having a higher linear expansion coefficient than the first layer. A third layer comprising: a thermoelectric module. 【請求項５】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 接合体を用いて前記熱電素子同士を互いに接続するとと
もに、少なくとも一部の接合体が、前記熱電素子より線
膨張係数の大きい材料から成る第１の層と、前記第１の
層に対して前記熱電素子と反対側の最外部に位置しかつ
前記第１の層より線膨張係数の小さい材料から成る第２
の層と、前記第１の層に対して前記熱電素子側の最内部
に位置しかつ前記第２の層より線膨張係数の小さい材料
から成る第３の層とを有することを特徴とする熱電モジ
ュール。5. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other, wherein said thermoelectric elements are connected to each other using a joined body, and at least a part of said thermoelectric elements is joined. A first layer made of a material having a higher linear expansion coefficient than the thermoelectric element; and a body located at an outermost side opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer and linearly expanded from the first layer. The second made of a material having a small coefficient
And a third layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient than the second layer and located on the innermost side of the thermoelectric element with respect to the first layer. module. 【請求項６】 複数の熱電素子を分散配置するとともに
隣り合う熱電素子同士を接続して成る熱電モジュールで
あって、 接合体を用いて前記熱電素子同士を互いに接続するとと
もに、少なくとも一部の接合体が、前記熱電素子より線
膨張係数の小さい材料から成る第１の層と、前記第１の
層に対して前記熱電素子側の最内部に位置しかつ前記第
１の層より線膨張係数の大きい材料から成る第２の層
と、前記第１の層に対して前記熱電素子と反対側の最外
部に位置しかつ前記第２の層より線膨張係数の大きい材
料から成る第３の層とを有することを特徴とする熱電モ
ジュール。6. A thermoelectric module in which a plurality of thermoelectric elements are dispersedly arranged and adjacent thermoelectric elements are connected to each other, wherein the thermoelectric elements are connected to each other by using a joint, and at least a part of the thermoelectric elements is connected. A first layer made of a material having a smaller linear expansion coefficient than the thermoelectric element; and a body located on the thermoelectric element side with respect to the first layer and having a linear expansion coefficient smaller than the first layer. A second layer made of a large material, a third layer made of a material having a larger linear expansion coefficient than the second layer and located on the outermost side opposite to the thermoelectric element with respect to the first layer; A thermoelectric module comprising: