JP2005235958A - Thermoelectric transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、熱エネルギを電気エネルギに直接交換したり、あるいは、外部からの電流を加えて低温側から高温側に熱を移動させたりする熱電変換モジュールを備えた熱電変換装置に係り、特に外部との電気的取合いを行うモジュール端子に改良を加えて熱電変換モジュールの性能、信頼性の向上を図った熱電変換装置に関する。 The present invention relates to a thermoelectric conversion device including a thermoelectric conversion module that directly exchanges heat energy with electric energy or transfers heat from a low temperature side to a high temperature side by applying an electric current from the outside. The present invention relates to a thermoelectric conversion device that improves the performance and reliability of a thermoelectric conversion module by improving the module terminal for electrical connection with the thermoelectric conversion module.
熱電変換装置には、熱電変換モジュールあるいは複数の熱電変換モジュールを組み合わせた熱電変換ユニットが設けられている。 The thermoelectric conversion device is provided with a thermoelectric conversion unit that combines a thermoelectric conversion module or a plurality of thermoelectric conversion modules.
熱電変換モジュールは、P型半導体およびN型半導体の熱電変換素子を組み合わせたもので、トムソン効果、ペルチェ効果、ゼーベック効果等の熱伝導変換効果を利用して熱エネルギを電気エネルギに直接変換している。 A thermoelectric conversion module is a combination of P-type semiconductor and N-type semiconductor thermoelectric conversion elements that directly convert thermal energy into electrical energy using thermal conduction conversion effects such as the Thomson effect, Peltier effect, and Seebeck effect. Yes.
従来、熱電変換装置には、例えば特開2001−119076号公報や特開2003−179274号公報等数多くの発明が開示されている。 Conventionally, many inventions, such as Unexamined-Japanese-Patent No. 2001-119076 and Unexamined-Japanese-Patent No. 2003-179274, are disclosed by the thermoelectric converter.
開示された熱電変換装置は、P型およびN型半導体の熱電変換素子をセラミック基板または絶縁性樹脂の間に並列配置し、熱電変換素子と隣りの熱電変換素子との間に絶縁性樹脂を介装させて各熱電変換素子の補強を図るとともに、その上下端を電極に接続させる際、半田層を用いており(特開2001−119076号公報)、また、境目に熱伝導板を介装させた熱電変換素子を積層状に配置して熱電変換素子群に構成し、熱電変換素子群の両側に電極を設け、電極を押圧手段によって固設している(特開2003−179274号公報)。
従来、熱電変換装置は、熱電変換モジュールを構成するP型およびN型半導体の各熱電変換素子の両端温度差を利用して直接電気エネルギに変換し、モジュール外部に電力を取り出しているが、熱電変換モジュールと外部との電気的取り合い構造として図15に示すものが実施されていた。 Conventionally, thermoelectric conversion devices directly convert electrical energy using the temperature difference between both ends of P-type and N-type semiconductor thermoelectric conversion elements constituting the thermoelectric conversion module, and take out the power outside the module. As an electrical connection structure between the conversion module and the outside, the structure shown in FIG. 15 has been implemented.
すなわち、熱電変換モジュール1は、P型半導体2とN型半導体3とをペアとする熱電変換素子4の両端を電極5で挟んで電気回路を構成し、その回路の端部に電気的な入出力端子8として電極5にリード線6を半田7で接続させていた。
That is, the
このような、従来モジュールの電気的取り合いでは、数多くのモジュールを電気的に直列または並列に接続して使用するとき、異なるモジュール同士のリード線6を必要な長さに切断し、その都度、半田7で接続しなければならず、長時間に亘る労力を要していた。 In such an electrical connection of the conventional modules, when many modules are electrically connected in series or in parallel, the lead wires 6 of the different modules are cut to a required length and soldered each time. 7 had to be connected, and it took a long time.
また、故障などのために接続されたモジュール群のいずれかを交換する際にも長時間に亘る手間を要していた。 Also, it takes a long time to replace any of the connected module groups due to a failure or the like.
さらに、モジュール群の個々のモジュールのチェックなどのために、モジュールの入出力端子に計測器を接続する場合も、リード線を用いていたのでは、位置が不明確であり、計測がしづらい等の問題を抱えていた。 In addition, when connecting a measuring instrument to the input / output terminal of a module for checking individual modules of the module group, etc., the position is unclear and it is difficult to measure using lead wires, etc. Had a problem.
また、リード線のモジュール側の接続部分は、半田だけで支えられており、強度が弱いため、リード線に外力が加わると、その接続部分に損傷が発生する等の問題があった。特に、リード線が長い場合、何らかの事情で検査員が引っ掛るなど、リード線に外力が加わる危険性が高かった。 Further, the connecting portion of the lead wire on the module side is supported only by the solder, and its strength is weak. Therefore, when an external force is applied to the lead wire, there is a problem that the connecting portion is damaged. In particular, when the lead wire is long, there is a high risk of external force being applied to the lead wire, such as an inspector being caught for some reason.
一方、特許文献1では、モジュールの入出力端子としてリード線を用いずに、外部に平面的に露出した金属材を用いている。このモジュールでは、端子をワイヤ(リード線)、半田、導電ペースト、導電性接着剤を用いて信号引出しピンに接続しており、端子と信号引き出しピンとの接続部分の補修が容易に行えるようになっている。
On the other hand, in
しかし、複数のモジュールを電気的に直列または並列に接続して使用する場合、やはり、一つ一つの端子をワイヤ(リード線)と半田で接続するので、多くの手間がかかるばかりか、故障などのため、接続されているモジュール群のいずれかを変換する際にも多くの手間がかかっていた。 However, when connecting multiple modules electrically in series or in parallel, each terminal is still connected with a wire (lead wire) by soldering, so it takes a lot of time and trouble. Therefore, it took a lot of time to convert one of the connected modules.
また、ワイヤ(リード線)は、検査員等の足に引っ掛かるなどの外力が作用する可能性が高いため、半田で接続されるワイヤの接続端は損傷が受けやすく、性能、信頼性に一抹の不安があった。 In addition, the wire (lead wire) is likely to be subjected to external forces such as being caught on the feet of an inspector, etc., so the connection end of the wire connected with solder is easily damaged, and performance and reliability are completely I was worried.
本発明は、このような問題点を解消するためになされたもので、複数の熱電変換モジュールやモジュール端子を電気的に接続する手間作業や、モジュール群の中から一つを取り外して交換する手間、作業などを削減させ、しかもモジュール端子相互の電気的接続の際、高い性能と高い信頼性を維持させる熱電変換装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve such problems, and is a troublesome work of electrically connecting a plurality of thermoelectric conversion modules and module terminals, and a troublesome work of removing and replacing one of the modules. An object of the present invention is to provide a thermoelectric conversion device that can reduce work and maintain high performance and high reliability in electrical connection between module terminals.
本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項1に記載したように、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールにモジュール端子を設けた熱電変換装置において、前記モジュール端子を第1端子と第2端子とに区分けするとともに、区分けした第1端子および第2端子ともに、接離自在な構成の手段を備えたものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is the thermoelectric conversion device in which a module terminal is provided in a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element, as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項2に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子を矩形状の基端部と球形状の第1電気接触子とで構成するとともに、第2端子を凹陥球面状の第2電気接触子で構成したものである。
In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is characterized in that, as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項3に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子を多角形状の基端部と球形状の第1電気接触子とで構成するとともに、第2端子を凹陥球面状の第2電気接触子で構成したものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is characterized in that, as described in claim 3, the means having a detachable structure includes the first terminal as a polygonal base end and a ball. The first electric contact having a shape and the second terminal are formed by a concave second electric contact.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項4に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子を隅部に面取り加工を行った四辺形状の基端部と球形状の第1電気接触子とで構成するとともに、第2端子を凹陥球面状の第2電気接触子で構成したものである。
Further, in order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention has a configuration in which contact and separation are possible as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項5に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子と断面円柱状の基端部と、この基端部に較べて相対的に小さい断面円柱状の第1電気接触子とで構成するとともに、第2端子を球面凹陥状の第2電気接触子で構成したものである。
Further, in order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention includes a first terminal and a base end portion having a columnar cross section as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項6に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子および第2端子ともに、断面L字状の第1片と断面凹陥球面状の第2片とで構成し、中間に空間を備えるとともに、前記第1端子を、隣接する熱電変換モジュールのモジュール端子における第2端子に跨いで接続させる接続片を備えたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention has a L-shaped cross section as described in claim 6, wherein the first and second terminals are configured to be detachable. A first piece having a concave shape and a second piece having a spherical shape with a concave cross section, with a space in the middle, and a connection for connecting the first terminal across the second terminals of the module terminals of the adjacent thermoelectric conversion modules It has a piece.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項7に記載したように、接続片は、折り曲げ可能であるとともに、両端に隆起部を備えたものである。 Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is such that the connection piece can be bent and has raised portions at both ends.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項8に記載したように、第1端子、第2端子および接続片は、ともに締結具を挿通する締結具孔を備えたものである。 Further, in order to achieve the above object, the thermoelectric conversion device according to the present invention has a fastener hole through which the first terminal, the second terminal, and the connection piece are inserted, as described in claim 8. It is equipped with.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項9に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子を先端に隆起部を備えた折り曲げ可能な接続片で構成するとともに、第2端子を断面L字状の第1片と断面凹陥球面状の第2片とで構成し、中間に空間を備えたものである。 In order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is configured such that the means having a detachable structure includes a first terminal as a tip and a bulging portion. The second terminal is constituted by a first piece having an L-shaped cross section and a second piece having a concave spherical surface, and has a space in the middle.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項10に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子および第2端子ともに、先端の鉤部に締結具を挿通する挿通孔を備えた支持片で構成したものである。
In order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention, as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項11に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子および第2端子ともに、締結具孔を備えた柱体と、この柱体に締結具を介して装着する接続片とで構成したものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is characterized in that the means having a detachable structure includes both the first terminal and the second terminal. And a connecting piece to be attached to the column body via a fastener.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項12に記載したように、接離自在な構成の手段は、第1端子および第2端子のそれぞれから延長して延びる接続片と隣接する熱電変換モジュールのモジュール端子における第1端子および第2端子のそれぞれから延長して延びる接続片とに締結具を挿通して接続させる構成にしたものである。 In order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is characterized in that the means having a detachable configuration extends from each of the first terminal and the second terminal. The connecting piece is connected to the connecting piece extending from each of the first terminal and the second terminal of the module terminal of the adjacent thermoelectric conversion module.
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項13に記載したように、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールにモジュール端子を設けた熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールは、横断面方向に沿って山形形状に形成したものである。
Moreover, in order to achieve the above-mentioned object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is the thermoelectric conversion device in which a module terminal is provided in a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element, as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項14に記載したように、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールにモジュール端子を設けた熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールは、凹陥部と突き出し片とを備えたものである。
Moreover, in order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is the thermoelectric conversion device in which a module terminal is provided in a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element, as described in
また、本発明に係る熱電変換装置は、上述の目的を達成するために、請求項15に記載したように、熱電変換素子を備えた熱電変換モジュールにモジュール端子を設けた熱電変換装置において、前記熱電変換モジュールは、突き出し片と溝とを備えたものである。
Moreover, in order to achieve the above-described object, the thermoelectric conversion device according to the present invention is the thermoelectric conversion device in which a module terminal is provided in a thermoelectric conversion module including a thermoelectric conversion element, as described in
本発明に係る熱電変換装置は、モジュール端子を第1端子と第2端子とに区分けするとともに、区分けした第1端子および第2端子ともに接離自在な構成の手段を備えたので、複数の熱電変換モジュールの取り付け、取り外しの作業が容易になり、モジュール相互の電気的接続に高い性能と高い信頼性を維持させて安定な電力の供給を確保することができる。 In the thermoelectric conversion device according to the present invention, the module terminal is divided into the first terminal and the second terminal, and the divided first terminal and the second terminal are provided with means that can be connected to and separated from each other. The conversion module can be easily attached and detached, and high power and high reliability can be maintained in the electrical connection between the modules to ensure a stable power supply.
以下、本発明に係る熱電変換装置の実施形態を図面および図面に付した符号を引用して説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a thermoelectric conversion device according to the invention will be described with reference to the drawings and reference numerals attached to the drawings.
本発明に係る熱電変換装置の説明に先立ち、先ず、その概略的な原理を説明する。 Prior to the description of the thermoelectric converter according to the present invention, first, the general principle will be described.
図1は、熱電変換装置の概略的な構成を説明する概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating a schematic configuration of a thermoelectric conversion device.
熱電変換装置10は、ゼーベック効果を利用して熱エネルギを電気エネルギに直接変換したり、あるいはペルチェ効果を利用して外部から電流を加えて低温側から高温側に熱移動させるもので、これらエネルギ変換のために熱電変換モジュール11を備えている。
The
この熱電変換モジュール11は、高温側あるいは吸熱側絶縁基板12と低温側あるいは放熱側絶縁基板13との間に設けられた熱電変換素子群15を備えている。
The
高温側および低温側絶縁基板12,13は、熱伝導性に優れた電気絶縁特性を持ったセラミックス等の耐熱性材料で作製される。なお、熱電変換素子群15は、セラミックス製の耐熱性材料に挟持されて使用する場合のほかに、例えばエポキシ樹脂に埋め込まれて使用する場合もある。この場合、熱電変換素子群15を埋め込んだ樹脂を、以下に絶縁性物質14と記す。
The high-temperature side and low-temperature
熱電変換素子群15は、P型半導体16およびN型半導体17をペアにして複数個にし、全体として、例えば、マトリックス状に配置した多数の熱電変換素子で構成される。各熱電変換素子15(16,17)は、例えば円柱の柱状であり、一端が高温面または吸熱面とし、他端を低温面または放熱面としている。
The thermoelectric
各熱電変換素子15(16,17)のうち、高温面(吸熱面)側および低温面(放熱面)側は、ともに電極18,19に接続される。また、各熱電変換素子15(16,17)の高温面側に設けられた電極18および低温面側に設けられた電極19のうち、少なくともいずれか一方は、半田層27を介して接続されるか、あるいは各熱電変換素子15(16,17)および電極18,19のすべてが絶縁性物質14に埋め込まれる。
Of each thermoelectric conversion element 15 (16, 17), the high temperature surface (heat absorption surface) side and the low temperature surface (heat radiation surface) side are both connected to the
ところで、熱電変換モジュール11は、各熱電変換素子15(16,17)の高温面(吸熱面)側と低温面(放熱面)側との間の温度差に基づいて起電力を得るものであるから、高い起電力を確保するために高い熱源の確保が必要とされる。この場合、例えば発電プラントでは、多量の熱エネルギが放出されているので、高い熱源の確保は容易である。
By the way, the
また、熱電変換モジュール11は、各熱電変換素子15(16,17)に設けた高温面(吸熱面)側の電極18と低温面(放熱面)側の電極19とを交互に、ジグザグ状に、あるいは互い違いに跨ぐように配置され、各熱電変換素子15(16,17)で生成された起電力をモジュール端子20を介して外部に動力源(電力負荷)として取り出しているが、多量の動力源を確保するために、数多くの各熱電変換素子15(16,17)が必要になる。
In addition, the
数多くの各熱電変換素子15(16,17)を必要とする場合、熱電変換モジュール11は、個々のモジュールの接離作業が容易で、破損や変形等のない強度的に優れ、数多くのモジュールの中から1個単位毎の取り付け、取り外しが容易で、しかも取り付けの際、電気的通電の良好なものが求められる。
When a large number of thermoelectric conversion elements 15 (16, 17) are required, the
本発明に係る熱電変換装置は、このような点を考慮してなされたもので、熱電変換モジュール11のモジュール端子20に改良を加えたものである。なお、モジュール端子20は、入力側と出力側とに分かれるが、熱エネルギを電気エネルギに変換する場合と低温面側から高温面側へ熱移動させる場合とで入力側と出力側が逆になるので、ここでは第1端子21と第2端子22として記す。
The thermoelectric conversion device according to the present invention is made in consideration of such points, and is an improvement of the
図2は、モジュール端子20を備えた本発明に係る熱電変換装置の第1実施形態を示す概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a thermoelectric conversion device according to the present invention provided with a
なお、図2中、(a)は数多くの熱電変換モジュールの中から1個を取り出した熱電変換モジュールの平面図、(b)は数多くの熱電変換モジュールの中から取り出した熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとの接続を示す図である。 In FIG. 2, (a) is a plan view of a thermoelectric conversion module obtained by taking one out of many thermoelectric conversion modules, and (b) is adjacent to the thermoelectric conversion module taken out from many thermoelectric conversion modules. It is a figure which shows the connection with another thermoelectric conversion module.
本実施形態に係る熱電変換装置は、熱電変換モジュール11のうち、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bとの接離作業を容易にするために、第1端子21および第2端子22のそれぞれの構造に改良を加えたものである。
The thermoelectric conversion device according to the present embodiment includes a
すなわち、熱電変換モジュール11(11a,11b)は、各熱電変換素子15(16,17)、各熱電変換素子15(16,17)間を繋ぐ電極(図示せず)、各熱電変換素子15(16,17)を埋め込む絶縁性物質14、第1端子21、第2端子22のそれぞれを備えている。
That is, the thermoelectric conversion module 11 (11a, 11b) includes the thermoelectric conversion elements 15 (16, 17), electrodes (not shown) connecting the thermoelectric conversion elements 15 (16, 17), and the thermoelectric conversion elements 15 ( 16 and 17), the insulating
第1端子21および第2端子22のうち、第1端子21は、雄部26として構成し、一端に矩形状の基端部23を備えるとともに、他端に球形状の第1電気接触子24を備え、基端部23と第1電気接触子24とを一体連続に、または連結片25を介装して互いを接続させる構造になっている。
Of the
また、第2端子22は、雌部27として構成し、凹陥球面状に形成する第2電気接触子28を備える構造になっている。
Moreover, the
一方、絶縁性物質14は、基板として用いる場合、アルミナ等のセラミックス材が用いられ、絶縁性樹脂で各熱電変換素子15(16,17)を埋め込む場合、エポキシ樹脂等が用いられる。
On the other hand, when the insulating
また、第1端子21の第1電気接触子24および第2端子22の第2電気接触子28は、ともに銅、アルミニウム等の導電性材料が用いられる一方、ニッケル、クロム等によるメッキの表面処理が行われ、酸化防止や接触抵抗の低減化が図られている。
The first
このように、本実施形態は、一つの熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22のうち、第1端子21を雄部26として構成し、基端部23と球形状の第1電気接触子24を備える構造にし、第2端子22を雌部27として構成し、凹陥球面状に形成する第2電気接触子28を備える構造にし、熱電変換モジュール11のうち、一つの熱電変換モジュール11aに隣接する他の熱電変換モジュール11bを接続、離脱させる際、第1端子21に第2端子22を嵌装させる構造にしたので、モジュールの取り付け、取り外し作業を容易に行うことができ、取り付けの際の電気通電が良好になって安定した電力を供給することができるとともに、従来のリード線のように、検査員が引掛けてモジュールに損傷を与えることもなく、電気安定供給の下、信頼性を向上させることができる。
Thus, this embodiment comprises the
なお、本実施形態は、第1端子21の基端部23を矩形状にしたが、この例に限らず、図3(a)、(b)に示すように、基端部23を多角形状にしても取り付けを強固にしてもよく、また、図4(a)、(b)に示すように、基端部23を隅部に球面状の面取り29の加工を行った正方形にしてもよく、さらに図5(a)、(b)に示すように、第1端子21の基端部23を比較的大きな断面円柱状にし、第1電気接触子24を一体として、または連結片25を介装して基端部23に較べて相対的に小さな断面円柱状にしてもよい。
In the present embodiment, the
これらの形状は、使用時に発生する応力の局所集中を緩和させ、基端部23の強度を高めて信頼性の向上を図ることができる。
These shapes can alleviate local concentration of stress generated during use, increase the strength of the
図6は、モジュール端子20を備えた本発明に係る熱電変換装置の第5実施形態を示す概念図である。
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a fifth embodiment of a thermoelectric conversion device according to the present invention provided with a
なお、図6中、(a)は数多くの熱電変換モジュールの中から1個を取り出した熱電変換モジュールの平面図、(b)は1つの熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとを跨いで接続させる接続片を示す斜視図、(c)は数多くの熱電変換モジュールの中から取り出した熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとの接続を示す図である。 In FIG. 6, (a) is a plan view of a thermoelectric conversion module obtained by taking one out of many thermoelectric conversion modules, and (b) straddles one thermoelectric conversion module and another adjacent thermoelectric conversion module. The perspective view which shows the connection piece connected by (c) is a figure which shows the connection of the thermoelectric conversion module taken out from many thermoelectric conversion modules, and the other thermoelectric conversion module adjacent.
本実施形態に係る熱電変換装置は、熱電変換モジュール11のうち、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bの運転中、何らかの事情で不測の外力が加わっても、1つの熱電変換モジュール11aから隣接する他の熱電変換モジュール11bが離反しないように、第1端子21および第2端子22のそれぞれの構造に改良を加えたものである。
In the thermoelectric conversion device according to the present embodiment, one
すなわち、熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22は、ともに構造形状を同じくし、雌部27として構成し、断面L字状の第1片30に断面凹陥球面状の第2片31とを接続させ、第1片30と第2片31との間に空間32を備え、この空間32に図6(b)で示す折り曲げ可能な弾性材の接続片33を接離自在に収容する構造になっている。
That is, both the
なお、第1端子21と第2端子22とは、第2片31の断面凹陥球面状側を互いに対峙させる配置にしている。
In addition, the
一方、第1端子21から跨いで第2端子22に接続させる雄部26として構成する折り曲げ可能な弾性材の接続片33は、断面コ字状の片34に形成し、片34の端部に外側に向って形成する隆起部35を備えている。
On the other hand, a connecting
このように、本実施形態は、一つの熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21、第2端子22をともに、雌部27として構成し、断面L字状の第1片30に断面凹陥球面状の第2片31とを接続させ、第1片30と第2片31との間に空間32を備え、空間32から跨いで第1端子21と第2端子22とを互いに接続させる折り曲げ可能な弾性材の接続片33を断面コ字状の片34で形成し、片34の端部に隆起部35を備え、隆起部35と第2片31の断面凹陥球面状の面との摩擦抵抗力を利用する構成にしたので、運転中、不測の外力が加わっても1つの熱電変換モジュール11aからの隣接する他の熱電変換モジュール11bの離反を確実に防止することができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、本実施形態は、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bとを接続させる際、第1端子21から跨いで第2端子22に接続させる接続片33を設けたが、この例に限らず、図9(a)、(b)、(c)に示すように、第1端子21、第2端子22、接続片33のそれぞれにボルト等の締結具孔36を形成し、締結具孔36に、例えばボルト等の締結具37を挿通させてもよい。
In the present embodiment, when one
また、図9(a)、(b)、(c)に示した締結具37に代えて、例えば、図11(a)、(b)に示すように、雄部26としての第1端子21を、先端に隆起部35を備えた折り曲げ可能な弾性材の接続片39で構成し、雌部27としての第2端子22を、断面L字状の第1片30と断面凹陥球面状の第2片31とで構成し、熱電変換モジュール11a,11bを互いに接続させる際、第1端子21の接続片39を折り曲げ、折り曲げた接続片39の隆起部35を、第2端子22における第1片30と第2片31とで形成した空間32に収容して接触させてもよい。
Further, instead of the
図7は、モジュール端子20を備えた本発明に係る熱電変換装置の第6実施形態を示す概念図である。
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a sixth embodiment of a thermoelectric conversion device according to the present invention provided with a
なお、図7中、(a)は一方の熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールのそれぞれに適用する第1端子および第2端子を示す斜視図、(b)は数多くの熱電変換モジュールの中から1個を取り出した熱電変換モジュールの平面図、(c)は数多くの熱電変換モジュールの中から取り出した熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとの接続を示す図である。 In FIG. 7, (a) is a perspective view showing a first terminal and a second terminal applied to one of the thermoelectric conversion modules adjacent to one of the thermoelectric conversion modules, and (b) shows a number of thermoelectric conversion modules. The top view of the thermoelectric conversion module which took out one from the inside, (c) is a figure which shows the connection of the thermoelectric conversion module taken out out of many thermoelectric conversion modules, and the other adjacent thermoelectric conversion module.
本実施形態に係る熱電変換装置は、熱電変換モジュール11のうち、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bとの接続をより一層確実に接続させるために、第1端子21および第2端子22のそれぞれに改良を加えたものである。
The thermoelectric conversion device according to the present embodiment includes a
すなわち、熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22は、ともに構造、形状を同じくし、先端に鉤部38を備えた支持片39aとし、支持片39の鉤部38に挿通孔40を設けた構成になっている。
That is, both the
なお、第1端子21と第2端子22は、鉤部38,38が反対方向に向き合うように配置される。
In addition, the
このように、本実施形態は、一つの熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22ともに鉤部38を備えた支持片39aとして構成するとともに、支持片39aに設けた挿通孔40を介して、例えばボルト等の締結具37を用いて第1端子21と第2端子22とを互いに接続させる構成にしたので、1つの熱電変換モジュール11aに隣接する他の熱電変換モジュール11bを確実に接続させることができる。
As described above, in the present embodiment, both the
図8は、モジュール端子20を備えた本発明に係る熱電変換装置の第7実施形態を示す概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a seventh embodiment of a thermoelectric conversion device according to the present invention provided with a
なお、図8中(a)は一方の熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとを接続させる接続片を示す斜視図、(b)は一方の熱電変換モジュールおよび隣接する他の熱電変換モジュールのそれぞれに設けた第1端子および第2端子のそれぞれを示す斜視図、(c)は数多くの熱電変換モジュールの中から取り出した熱電変換モジュールを隣接する他の熱電変換モジュールとの接続を示す図である。 8A is a perspective view showing a connection piece for connecting one thermoelectric conversion module and another adjacent thermoelectric conversion module, and FIG. 8B is one thermoelectric conversion module and another adjacent thermoelectric conversion module. The perspective view which shows each of the 1st terminal provided in each of each, and the 2nd terminal, (c) is a figure which shows the connection with the other thermoelectric conversion module which adjoins the thermoelectric conversion module taken out from many thermoelectric conversion modules It is.
本実施形態に係る熱電変換装置は、第6実施形態と同様に、熱電変換モジュール11のうち、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bの接続をより一層確実にさせるために、第1端子21および第2端子22のそれぞれに改良を加えたものである。
As in the sixth embodiment, the thermoelectric conversion device according to the present embodiment is configured to make the connection between one
すなわち、熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22は、ともに構造、形状を同じくし、例えばボルト等の締結具44を螺合させる締結具孔41を備えた、例えば角柱の柱体42になっている。
That is, the
第1端子21および第2端子22として構成する柱体42は、締結具孔41を備えた、例えば矩形状の接続片43を装着させ、締結具44を介して接離自在に支持される。
For example, a rectangular connecting
このように、本実施形態は、一つの熱電変換モジュール11(11a,11b)に設けた第1端子21および第2端子22ともに柱体42として構成するとともに、柱体42に装着した接続片43を介して締結具44で接離自在に支持させ、第1端子21と第2端子22とを互いに接続させる構成にしたので、1つの熱電変換モジュール11aに隣接する他の熱電変換モジュール11bを確実に接続させることができる。
As described above, in the present embodiment, both the
なお、本実施形態は、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bとを接続させる際、1つの熱電変換モジュール11aおよび隣接する他の熱電変換モジュールのそれぞれに設けた第1端子21および第2端子22ともに柱体42として構成し、柱体42に接続片43を介して締結具44で支持させたが、この例に限らず、例えば図10(a)、(b)、(c)に示すように、熱電変換モジュール11(11a,11b)に、例えば平板状の第1端子21および第2端子22を設けるとともに、第1端子21および第2端子22のそれぞれから延長させて接続片45を設け、設けた接続片45を、図10(b)に示すように、鉛直面で重ね合わせて締結具44で接続させるか、あるいは設けた接続片45を、図10(c)に示すように、折り曲げて横断面で重ね合わせて締結具44で接続させてもよい。
In the present embodiment, when one
本実施形態は、第1端子21および第2端子22のそれぞれに延長して接続片45を設け、設けた接続片45に柔軟性を持たせる構成にしているので、運転中、何らかの事情で熱電変換モジュール11(11a,11b)が移動して充分に対処することができる。
In the present embodiment, the
図12は、モジュール端子20を備えた本発明に係る熱電変換装置の第11実施形態を示す概念図である。
FIG. 12 is a conceptual diagram showing an eleventh embodiment of a thermoelectric conversion device according to the present invention provided with a
なお、図12中、(a)は数多くの熱電変換モジュールの中から1個を取り出した熱電変換モジュールの平面図、(b)は数多くの熱電変換モジュールの中から取り出した熱電変換モジュールと隣接する他の熱電変換モジュールとの接続を示す図である。 In FIG. 12, (a) is a plan view of a thermoelectric conversion module obtained by taking one out of many thermoelectric conversion modules, and (b) is adjacent to the thermoelectric conversion module taken out from many thermoelectric conversion modules. It is a figure which shows the connection with another thermoelectric conversion module.
本実施形態に係る熱電変換装置は、熱電変換モジュール11のうち、1つの熱電変換モジュール11aと隣接する他の熱電変換モジュール11bとを予め定められた位置にずれることもなく整合配置させるために、熱電変換モジュール11(11a,11b)に改良を加えたものである。
In the thermoelectric conversion device according to the present embodiment, one
すなわち、熱電変換モジュール11(11a,11b)は、四辺形状に形成し、四辺形状の辺46a,46b,46c,46dのうち、辺46b,46dの2辺を横断面方向に沿って山形形状に形成し、残りの辺46a,46cのうち、辺46aに設けた第1端子21および第2端子22のそれぞれにリード線47a,47bを接続させ、辺46b,46dに形成する山形形状を配置の際の位置決めとして利用したものである。
That is, the thermoelectric conversion module 11 (11a, 11b) is formed in a quadrilateral shape, and of the
なお、符号48は、1つの熱電変換モジュール11aに隣接する他の熱電変換モジュール11bを電気的に接続させる接続線48である。
In addition, the code |
このように、本実施形態は、四辺形状に形成した熱電変換モジュール11(11a,11b)の辺46a〜46dのうち、辺46b,46dを横断面方向に沿って山形形状に形成し、形成された山形形状を位置決めに利用し、熱電変換モジュール11(11a,11b)を順次配置させる構成にしたので、熱電変換モジュール11(11a,11b)を、予め定められた位置からずれることもなく順次整合配置することができ、熱電変換モジュール11(11a,11b)の表裏を取りちがえることもない。
As described above, this embodiment is formed by forming the
なお、本実施形態は、1つの熱電変換モジュール11aに隣接する他の熱電変換モジュール11bを配置する際、熱電変換モジュール11a,11bの辺46b,46dは横断面方向に沿って山形形状に形成し、山形形状の辺46b,46dを位置決めとして利用したが、この例に限らず、例えば図13(a)、(b)に示すように、熱電変換モジュール11a,11bのそれぞれに、隆起部48と凹陥部49を設け、1つの熱電変換モジュール11aの隆起部48を隣接する他の熱電変換モジュール11bの凹陥部49に嵌合させて接続してもよく、また図14(a)、(b)、(c)に示すように、熱電変換モジュール11a,11bのそれぞれの表面に設けた突き出し片50とその裏面に設けた溝51とを備え、1つの熱電変換モジュール11aの突き出し片50を隣接する他の熱電変換モジュール11bの溝51に嵌合させて積層状に重ねて接続させてもよい。
In this embodiment, when arranging another
1 熱電変換モジュール
2 P型半導体
3 N型半導体
4 熱電変換素子
5 電極
6 リード線
7 半田
8 入出力端子
10 熱電変換装置
11,11a,11b 熱電変換モジュール
12 吸熱側絶縁基板
13 放熱側絶縁基板
14 絶縁性物質
15 熱電変換素子
15a 熱電変換素子群
16 P型半導体
17 N型半導体
18 電極
19 電極
20 モジュール端子
21 第1端子
22 第2端子
23 基端部
24 第1電気接触子
25 連結片
26 雄部
27 雌部
28 第2電気接触子
29 面取り
30 第1片
31 第2片
32 空間
33 接続片
34 片
35 隆起部
36 締結具孔
37 締結具
38 鉤部
39 接続片
39a 支持片
40 挿通孔
41 締結具孔
42 柱体
43 接続片
44 締結具
45 接続片
46a,46b,46c,46d 辺
47a,47b リード線
48 隆起部
49 凹陥部
50 突き出し片
51 溝
DESCRIPTION OF
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Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007157908A (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | Thermal power generator |
WO2010082542A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | 住友化学株式会社 | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion module block |
WO2011083006A3 (en) * | 2009-12-16 | 2011-11-10 | Behr Gmbh & Co. Kg | Thermoelectric unit |
JP2015070217A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日本サーモスタット株式会社 | Thermoelectric conversion module |
WO2015186328A1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-10 | 株式会社デンソー | Thermoelectric conversion element sheet, method for manufacturing same, and method for manufacturing thermoelectric conversion device |
US20170005254A1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Hyundai Motor Company | Thermoelectric module assembly |
JP2017098327A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | Laminated thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion device |
FR3065581A1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-10-26 | Safran Aircraft Engines | TEG TABLE MECHANICALLY CONNECTED |
-
2004
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Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007157908A (en) * | 2005-12-02 | 2007-06-21 | Toyota Motor Corp | Thermal power generator |
WO2010082542A1 (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-22 | 住友化学株式会社 | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion module block |
JP2010165840A (en) * | 2009-01-15 | 2010-07-29 | Sumitomo Chemical Co Ltd | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion module block |
CN102282690A (en) * | 2009-01-15 | 2011-12-14 | 住友化学株式会社 | Thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion module block |
WO2011083006A3 (en) * | 2009-12-16 | 2011-11-10 | Behr Gmbh & Co. Kg | Thermoelectric unit |
EP3054493A4 (en) * | 2013-09-30 | 2017-05-03 | Nippon Thermostat Co., Ltd. | Thermoelectric conversion module |
JP2015070217A (en) * | 2013-09-30 | 2015-04-13 | 日本サーモスタット株式会社 | Thermoelectric conversion module |
WO2015186328A1 (en) * | 2014-06-03 | 2015-12-10 | 株式会社デンソー | Thermoelectric conversion element sheet, method for manufacturing same, and method for manufacturing thermoelectric conversion device |
CN106463607A (en) * | 2014-06-03 | 2017-02-22 | 株式会社电装 | Thermoelectric conversion element sheet, method for manufacturing same, and method for manufacturing thermoelectric conversion device |
JP2016012716A (en) * | 2014-06-03 | 2016-01-21 | 株式会社デンソー | Thermoelectric conversion element sheet, manufacturing method thereof, and manufacturing method of thermoelectric conversion device |
US20170005254A1 (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-05 | Hyundai Motor Company | Thermoelectric module assembly |
CN106328800A (en) * | 2015-07-01 | 2017-01-11 | 现代自动车株式会社 | Thermoelectric module assembly |
JP2017098327A (en) * | 2015-11-19 | 2017-06-01 | 昭和電線ケーブルシステム株式会社 | Laminated thermoelectric conversion module and thermoelectric conversion device |
FR3065581A1 (en) * | 2017-04-25 | 2018-10-26 | Safran Aircraft Engines | TEG TABLE MECHANICALLY CONNECTED |
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