JPH11177151A - 熱電モジュール - Google Patents

熱電モジュール

Info

Publication number
JPH11177151A
JPH11177151A JP9356113A JP35611397A JPH11177151A JP H11177151 A JPH11177151 A JP H11177151A JP 9356113 A JP9356113 A JP 9356113A JP 35611397 A JP35611397 A JP 35611397A JP H11177151 A JPH11177151 A JP H11177151A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thermoelectric
thermoelectric element
cross
section
thermoelectric module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9356113A
Other languages
English (en)
Inventor
Katsuhiko Onoe
勝彦 尾上
Yasuyuki Nakajo
康之 中條
Yuuma Horio
裕磨 堀尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaha Corp
Original Assignee
Yamaha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaha Corp filed Critical Yamaha Corp
Priority to JP9356113A priority Critical patent/JPH11177151A/ja
Publication of JPH11177151A publication Critical patent/JPH11177151A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱電素子のかけの発生を防止し、熱電特性の
性能低下を防止することができる熱電モジュールを提供
する。 【解決手段】 断面形状が五角形以上の多角形又は側面
の少なくとも一部に曲面を有する熱電素子を組み立てて
熱電モジュールが構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は熱電素子の欠けを防
止した熱電モジュールに関する。
【0002】
【従来の技術】図3は従来の熱電モジュールを示す斜視
図である。p型熱電素子1及びn型熱電素子2が交互に
配置されており、隣接する1対のp型熱電素子1とn型
熱電素子2の下端部同士が下部電極3により接続され、
上端同士が上部電極4により接続されている。これらの
熱電素子及び電極は、下部絶縁基板5と上部絶縁基板6
との間に挟まれて支持されている。そして、下部電極3
及び/又は上部電極4に正及び負電圧を印加することに
より、上部絶縁基板6又は下部絶縁基板5が発熱又は吸
熱側となる。この図3に示すように、各熱電素子1,2
は断面が正方形である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の熱電モジュールは、その組立時又は使用中に機械
的衝撃が印加された場合及び熱応力が印加された場合
に、図4に示すように、熱電素子1,2の一部が欠けて
しまうことがある。このように、熱電素子の一部が欠け
ると、熱電モジュールの性能が低下してしまう。
【0004】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
のであって、熱電素子のかけの発生を防止し、熱電特性
の性能低下を防止することができる熱電モジュールを提
供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明に係る第1の熱電
モジュールは、断面形状が五角形以上の多角形である熱
電素子を組み立てて構成されたことを特徴とする。
【0006】本発明に係る第2の熱電モジュールは、側
面の少なくとも一部に曲面を有する熱電素子を組み立て
て構成されたことを特徴とする。この熱電モジュールに
おいて、前記曲面の曲率半径が0.2mm以上であるこ
とが好ましい。
【0007】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例について添
付の図面を参照して具体的に説明する。図1は本発明の
実施例に係る熱電モジュールに使用される熱電素子の外
観形状を示す斜視図である。図1において、(a)は断
面が円形であり、即ち円柱状の熱電素子である。(b)
は断面が楕円の熱電素子である。(c)は断面が五角形
の熱電素子である。(d)は断面が六角形の熱電素子で
ある。(e)は断面が正方形の角柱の4つのコーナー部
を面取りしたものであり、これは角の数からいえば、八
角形の熱電素子である。そして、(f)は断面が正方形
の角柱の4つのコーナー部を丸みを有して面取りしたも
のである。従って、この熱電素子は側面の一部が湾曲し
ている。このような形状の熱電素子を従来の図3に示す
熱電モジュールと同様にして組み立てられる。
【0008】このように構成された熱電素子には、従来
の正方形断面の熱電素子1,2のような鋭角な角部が存
在しない。このため、これらの本実施例の熱電素子がそ
の組立中に及び熱電モジュールとして使用中に、機械的
衝撃力が印加されても、また熱応力が印加されても、熱
電素子の一部にかけが生じることが防止される。
【0009】
【実施例】以下、本発明の実施例の効果について、本発
明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。
【0010】第1実施例 熱電モジュールのサイズは1辺が30mmの正方形であ
る。絶縁基板はアルミナ基板であり、この絶縁基板の間
に、各72個のp型熱電素子及びn型熱電素子を銅電極
を使用して電気的に直列となるようにハンダ付けし、等
間隔になるように配置した。断面形状は図1(a)乃至
(f)に示す実施例の熱電素子と、図3に示す従来の熱
電素子であり、その断面積は全て4mm2であり、高さ
は1.6mmである。これらのp型熱電素子及びn型熱
電素子の性能指数は2.5×10−3/Kである。熱電
素子の製造方法は、一方向凝固材及びホットプレス材で
あり、いずれも研磨又は切断により任意の断面形状とし
た。
【0011】試験方法は、以下の2種である。試験1に
おいては、例えば、熱電モジュールがクーラーボックス
に使用されていてそのクーラーボックスが床に落下した
場合を想定して試験条件を設定した。即ち、図1(a)
乃至(f)に示す熱電素子と図3に示す従来の熱電素子
とを使用して組み立てた熱電モジュールを、地上1mの
位置から地表に落下させ、落下前後の外観を観察して、
熱電素子に欠けが発生したか否かを調査した。そして、
これらの熱電モジュールを真空中におき、高温側の温度
を27℃に一定にし、低温側との最大温度差ΔTmax
を測定した。
【0012】試験2においては、モジュールの連続運転
を想定して試験条件を設定した。本試験においては、真
空中にて発熱側を27℃に保持した状態でImaxの電
流を5分毎にオン−オフする。これを2000サイクル
繰り返した。
【0013】その結果、各熱電素子の欠けの有無及びΔ
Tmaxを下記表1に示す。
【0014】
【表1】
【0015】但し、比較例1の欠けありの欄において、
試験1(落下試験)の一方向凝固材の落下後の場合は3
0個の熱電素子が欠け、ホットプレス材の落下後の場合
は10個の熱電素子が欠け、試験2(熱応力試験)の一
方向凝固材の落下後の場合は10個の熱電素子が欠け、
ホットプレス材の落下後の場合は3個の熱電素子が欠け
ていた。
【0016】この表1に示すように、本発明の実施例の
場合には、試験1及び試験2のいずれの場合も欠けが発
生せず、落下後の性能指数も落下前と変化しなかった。
これに対し、比較例1の場合は、試験1及び試験2のい
ずれの場合も、落下後に欠けが発生し、性能指数が低下
した。従って、本発明実施例は耐衝撃性及び耐久性が比
較例に比して極めて優れている。
【0017】なお、欠けが生じると温度差が低下する原
因は、次のように考えられる。熱電モジュール内の熱電
素子はその断面積と高さが同じならば、材料特性のばら
つきがない限り、どの素子をとってもその最大温度差
(ΔTmax)及びその最大温度差が得られる電流値
(Imax)は同じである。しかしながら、素子が欠け
てしまった場合、その素子のImaxは欠ける前より小
さくなる。また、欠けてしまった断面が大きい程、Im
axは小さくなる。よって、欠ける前では、熱電モジュ
ール内の素子のImaxがどの素子も同じ値で、その電
流を流せば、損失なく、大きなΔTmaxが得られる
が、欠けた素子が熱電モジュール内にある場合、欠けた
断面積によりImaxが異なるため、ある素子では最適
な電流値であっても、ある素子では過剰な電流値とな
る。これにより、全体として損失が大きくなり、ΔTm
axも小さな値となってしまう。
【0018】第2実施例 次に、図1(f)に示すように、コーナー部が湾曲した
実施例の熱電素子において、その湾曲の程度を種々変化
させてその落下性能を調査した。実施例及び比較例の熱
電モジュールの仕様及び数は第1実施例と同様である。
【0019】図2(b)乃至(d)は、この実施例の熱
電素子を示し、コーナー部の湾曲の曲率が0.2mm、
0.3mm、0.4mmである。図2(a)はコーナー
部の湾曲の曲率が0.1mmの比較例である。試験条件
も第1実施例と同様である。
【0020】その結果、落下試験後の欠けの有無及び性
能指数は下記表2に示すとおりである。
【0021】
【表2】
【0022】欠けありの欄の欠けた熱電素子の数も第1
実施例と同一である。
【0023】このように、図2(a)乃至(d)に示す
ように、一部に曲面を有する熱電素子の前記曲面の曲率
半径が0.2mm以上である場合は、落下試験(試験
1)後及び熱応力試験(試験2)後の欠け及び性能指数
の低下がなく、曲率半径が0.1mmである場合はいず
れも欠け及び性能指数の低下が生じなかった。従って、
本実施例は比較例に比して耐衝撃性及び耐久性が優れた
ものであった。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の熱電素子
は、断面形状が五角形以上の多角形であるか、又は側面
の少なくとも一部に曲面を有するので、使用中に機械的
衝撃を受けたり、熱応力を受けたりしても、それにより
熱電素子に欠けが発生することはなく、また、熱電モジ
ュールの組立中に熱電素子に欠けが生じて歩留まりが低
下することも防止される。更に、熱電素子の欠けによる
熱電性能の低下も防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例に係る熱電モジュールに使用
される熱電素子の形状を示す図である。
【図2】 コーナー部の湾曲面の曲率半径が異なる熱電
素子を示す図である。
【図3】 従来の熱電モジュールを示す図である。
【図4】 従来の欠けが生じた熱電素子を示す図であ
る。
【符号の説明】 1,2:熱電素子、3、4:電極、5,6:絶縁基板

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 断面形状が五角形以上の多角形である熱
    電素子を組み立てて構成されたことを特徴とする熱電モ
    ジュール。
  2. 【請求項2】 側面の少なくとも一部に曲面を有する熱
    電素子を組み立てて構成されたことを特徴とする熱電モ
    ジュール。
  3. 【請求項3】 前記曲面の曲率半径が0.2mm以上で
    あることを特徴とする請求項2に記載の熱電モジュー
    ル。
JP9356113A 1997-12-08 1997-12-08 熱電モジュール Pending JPH11177151A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9356113A JPH11177151A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 熱電モジュール

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9356113A JPH11177151A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 熱電モジュール

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11177151A true JPH11177151A (ja) 1999-07-02

Family

ID=18447401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9356113A Pending JPH11177151A (ja) 1997-12-08 1997-12-08 熱電モジュール

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH11177151A (ja)

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008111219A1 (ja) * 2007-03-15 2008-09-18 Ibiden Co., Ltd. 熱電変換装置
WO2009014243A1 (ja) * 2007-07-26 2009-01-29 Sumitomo Chemical Company, Limited 熱電変換素子及びその製造方法
JP2011096835A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 熱電変換モジュール
CN102280571A (zh) * 2010-06-04 2011-12-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过净形烧结形成热电元件
US20130067935A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Ezekiel Kruglick Heterogeneous Electrocaloric Effect Heat Transfer
US8739553B2 (en) 2011-09-21 2014-06-03 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect heat transfer device dimensional stress control
US8769967B2 (en) 2010-09-03 2014-07-08 Empire Technology Development Llc Electrocaloric heat transfer
US9157669B2 (en) 2011-04-20 2015-10-13 Empire Technology Development Llc Heterogeneous electrocaloric effect heat transfer device
US9310109B2 (en) 2011-09-21 2016-04-12 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect heat transfer device dimensional stress control
US9318192B2 (en) 2012-09-18 2016-04-19 Empire Technology Development Llc Phase change memory thermal management with electrocaloric effect materials
US9500392B2 (en) 2012-07-17 2016-11-22 Empire Technology Development Llc Multistage thermal flow device and thermal energy transfer
US9508913B2 (en) 2010-06-18 2016-11-29 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect materials and thermal diodes
EP3324454A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-23 European Thermodynamics Limited Thermoelectric element

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008111219A1 (ja) * 2007-03-15 2008-09-18 Ibiden Co., Ltd. 熱電変換装置
WO2009014243A1 (ja) * 2007-07-26 2009-01-29 Sumitomo Chemical Company, Limited 熱電変換素子及びその製造方法
JP2009032893A (ja) * 2007-07-26 2009-02-12 Sumitomo Chemical Co Ltd 熱電変換素子及びその製造方法
EP2187460A1 (en) * 2007-07-26 2010-05-19 Sumitomo Chemical Company, Limited Thermoelectric conversion element and method for manufacturing the same
EP2187460A4 (en) * 2007-07-26 2012-01-18 Sumitomo Chemical Co THERMOELECTRIC CONVERTER ELEMENT AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
JP2011096835A (ja) * 2009-10-29 2011-05-12 Swcc Showa Cable Systems Co Ltd 熱電変換モジュール
CN102280571A (zh) * 2010-06-04 2011-12-14 通用汽车环球科技运作有限责任公司 通过净形烧结形成热电元件
US9508913B2 (en) 2010-06-18 2016-11-29 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect materials and thermal diodes
US8769967B2 (en) 2010-09-03 2014-07-08 Empire Technology Development Llc Electrocaloric heat transfer
US9157669B2 (en) 2011-04-20 2015-10-13 Empire Technology Development Llc Heterogeneous electrocaloric effect heat transfer device
US8739553B2 (en) 2011-09-21 2014-06-03 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect heat transfer device dimensional stress control
US9310109B2 (en) 2011-09-21 2016-04-12 Empire Technology Development Llc Electrocaloric effect heat transfer device dimensional stress control
US20130067935A1 (en) * 2011-09-21 2013-03-21 Ezekiel Kruglick Heterogeneous Electrocaloric Effect Heat Transfer
US9671140B2 (en) 2011-09-21 2017-06-06 Empire Technology Development Llc Heterogeneous electrocaloric effect heat transfer
US9500392B2 (en) 2012-07-17 2016-11-22 Empire Technology Development Llc Multistage thermal flow device and thermal energy transfer
US9318192B2 (en) 2012-09-18 2016-04-19 Empire Technology Development Llc Phase change memory thermal management with electrocaloric effect materials
EP3324454A1 (en) * 2016-11-18 2018-05-23 European Thermodynamics Limited Thermoelectric element

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11177151A (ja) 熱電モジュール
US5171372A (en) Thermoelectric cooler and fabrication method
US5064476A (en) Thermoelectric cooler and fabrication method
EP0031448B1 (en) Thermal conduction module for integrated circuit chips
US6598403B1 (en) Nanoscopic thermoelectric refrigerators
EP0506093B1 (en) Thermoelectric conversion module and method of fabricating the same
US5515238A (en) Thermoelectric module having reduced spacing between semiconductor elements
US20040261830A1 (en) Thermoelectric device having P-type and N-type materials
AU2008344797B2 (en) Thermoelectric device
EP0485995A1 (en) Laminated piezoelectric actuator
US20100252084A1 (en) Thermoelectric module
US20100059096A1 (en) Thermoelectric element and thermoelectric module
US20040085000A1 (en) Acceleration sensor and method of manufacturing same
JPH09199766A (ja) 熱電気変換モジュールの製造方法
US5869897A (en) Mounting arrangement for securing an intergrated circuit package to heat sink
JPH11307826A (ja) 熱電モジュール
US6619124B2 (en) Acceleration sensor and method of manufacturing the same
JPH0219975Y2 (ja)
US4787265A (en) Torsion vibrator
TW201637249A (zh) 熱電產生器
JPS6320880A (ja) 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JP2602646B2 (ja) 電子腕時計用熱電素子の製造方法
JP2006066460A (ja) 熱電素子
JP2005223140A (ja) 熱電変換モジュール及び熱電変換システム
JP2000252531A (ja) 熱電半導体素子の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20040908

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040908

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20061221

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070501