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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024039242
(43)【公開日】2024-03-22
(54)【発明の名称】熱電モジュール
(51)【国際特許分類】
H10N 10/17 20230101AFI20240314BHJP
【ＦＩ】
H01L35/32 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022143642
(22)【出願日】2022-09-09
(71)【出願人】
【識別番号】590000835
【氏名又は名称】株式会社ＫＥＬＫ
(74)【代理人】
【識別番号】110001634
【氏名又は名称】弁理士法人志賀国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】白幡 智史
(57)【要約】
【課題】電極に作用する熱応力を緩和しつつ、出力低減を回避することができる熱電モジュールを提供する。
【解決手段】熱電モジュールは、温調対象物を温調する熱電モジュールであって、温調対象物と第一方向に対向配置される基板と温調対象物との間に設けられる複数の熱電素子と、熱電素子の基板側及び温調対象物側にそれぞれ設けられ、第一方向に交差する第二方向に隣接する熱電素子同士を電気的に接続する複数の電極と、を備え、電極は、第二方向に離間し、それぞれ対応する熱電素子に接続される２つの電極基部と、２つの電極基部を連結する連結部と、を有し、連結部には、第一方向に貫通する穴部と、穴部を挟んで第二方向両側に設けられ、第一方向及び第二方向に交差する第三方向の内側に入り込むくびれ部と、連結部の外形と穴部の外形に沿って形成される変位吸収部と、が設けられている。
【選択図】図３
【解決手段】熱電モジュールは、温調対象物を温調する熱電モジュールであって、温調対象物と第一方向に対向配置される基板と温調対象物との間に設けられる複数の熱電素子と、熱電素子の基板側及び温調対象物側にそれぞれ設けられ、第一方向に交差する第二方向に隣接する熱電素子同士を電気的に接続する複数の電極と、を備え、電極は、第二方向に離間し、それぞれ対応する熱電素子に接続される２つの電極基部と、２つの電極基部を連結する連結部と、を有し、連結部には、第一方向に貫通する穴部と、穴部を挟んで第二方向両側に設けられ、第一方向及び第二方向に交差する第三方向の内側に入り込むくびれ部と、連結部の外形と穴部の外形に沿って形成される変位吸収部と、が設けられている。
【選択図】図３
【特許請求の範囲】
【請求項1】
温調対象物を温調する熱電モジュールであって、
前記温調対象物と第一方向に対向配置される基板と前記温調対象物との間に設けられる複数の熱電素子と、
前記熱電素子の前記基板側及び前記温調対象物側にそれぞれ設けられ、前記第一方向に交差する第二方向に隣接する前記熱電素子同士を電気的に接続する複数の電極と、
を備え、
前記電極は、
前記第二方向に離間し、それぞれ対応する前記熱電素子に接続される２つの電極基部と、
２つの前記電極基部を連結する連結部と、
を有し、
前記連結部には、
前記第一方向に貫通する穴部と、
前記穴部を挟んで前記第二方向両側に設けられ、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向の内側に入り込むくびれ部と、
前記連結部の外形と前記穴部の外形に沿って形成される変位吸収部と、
が設けられている、熱電モジュール。
前記温調対象物と第一方向に対向配置される基板と前記温調対象物との間に設けられる複数の熱電素子と、
前記熱電素子の前記基板側及び前記温調対象物側にそれぞれ設けられ、前記第一方向に交差する第二方向に隣接する前記熱電素子同士を電気的に接続する複数の電極と、
を備え、
前記電極は、
前記第二方向に離間し、それぞれ対応する前記熱電素子に接続される２つの電極基部と、
２つの前記電極基部を連結する連結部と、
を有し、
前記連結部には、
前記第一方向に貫通する穴部と、
前記穴部を挟んで前記第二方向両側に設けられ、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向の内側に入り込むくびれ部と、
前記連結部の外形と前記穴部の外形に沿って形成される変位吸収部と、
が設けられている、熱電モジュール。
【請求項2】
前記電極は、前記穴部の前記第三方向外側に設けられ、前記第三方向に突出する突出部を有し、
前記穴部は、前記突出部に応じて前記第三方向に拡大されている、
請求項１に記載の熱電モジュール。
前記穴部は、前記突出部に応じて前記第三方向に拡大されている、
請求項１に記載の熱電モジュール。
【請求項3】
前記穴部は、電気的に接続される２つの前記熱電素子のうち前記第二方向一方側の前記熱電素子に接近して設けられ、
前記第二方向他方側の前記くびれ部は、前記第二方向一方側の前記くびれ部よりも前記第三方向の内側に入り込んでいる、
請求項１又は２に記載の熱電モジュール。
前記第二方向他方側の前記くびれ部は、前記第二方向一方側の前記くびれ部よりも前記第三方向の内側に入り込んでいる、
請求項１又は２に記載の熱電モジュール。
【請求項4】
前記穴部は、電気的に接続される２つの前記熱電素子のうち前記第二方向他方側の前記熱電素子に向けて突出するように拡大されている、請求項１又は２に記載の熱電モジュール。
【請求項5】
前記穴部は、前記連結部の外形に沿って形成されている、請求項１又は２に記載の熱電モジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、熱電モジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
熱電モジュール（ペルチェモジュール）では、基板上に複数配置された熱電素子の端面に電極が接続され、この電極によって隣接する熱電素子が互いに電気的に接続される。熱電モジュールに電流が通電されると、熱電モジュールの一方の面では吸熱現象が生じることによって電極が冷却され、他方の面では放熱現象が生じることによって電極が加熱される。この吸熱及び放熱現象により、熱電モジュールに搭載される温調対象物を温調することができる。
【0003】
しかしながら、熱電モジュールにより温調する際は、熱電モジュールの一方側の電極と他方側の電極とに温度差が生じる。これにより、例えば他方側の電極を基準として、一方側の電極は熱膨張もしくは収縮した状態になる。その一方で他方側の電極は基板に固定されているため、一方側の電極と熱電素子との接続部には熱応力による負荷が生じることになる。温調を繰り返すことで、熱応力が繰り返し接続部に加わるため、最終的には接続部が破断する虞がある。
【0004】
この対策として、例えば特許文献１では、電極に蛇行部を設けている。この蛇行部が温調時の電極の膨張・収縮を吸収するため、電極と熱電素子との接続部に作用する熱応力が緩和される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平１１－６８１７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、特許文献１では、蛇行部によって電極の幅大きくなり、熱電素子を密に配置することができず、熱電モジュールの出力が低減する場合があった。
【0007】
本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、電極に作用する熱応力を緩和しつつ、出力低減を回避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。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記課題を解決するために、本発明に係る熱電モジュールは、温調対象物を温調する熱電モジュールであって、前記温調対象物と第一方向に対向配置される基板と前記温調対象物との間に設けられる複数の熱電素子と、前記熱電素子の前記基板側及び前記温調対象物側にそれぞれ設けられ、前記第一方向に交差する第二方向に隣接する前記熱電素子同士を電気的に接続する複数の電極と、を備え、前記電極は、前記第二方向に離間し、それぞれ対応する前記熱電素子に接続される２つの電極基部と、２つの前記電極基部を連結する連結部と、を有し、前記連結部には、前記第一方向に貫通する穴部と、前記穴部を挟んで前記第二方向両側に設けられ、前記第一方向及び前記第二方向に交差する第三方向の内側に入り込むくびれ部と、前記連結部の外形と前記穴部の外形に沿って形成される変位吸収部と、が設けられている。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、電極に作用する熱応力を緩和しつつ、熱電モジュールの出力低減を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1】本発明の第一実施形態に係る熱電ユニットを側方から見た図である。
【図2】本発明の第一実施形態に係る第二電極の配置を示す平面図である。
【図3】本発明の第一実施形態に係る第二電極の平面図である。
【図4】本発明の第一実施形態の変形例に係る第二電極の平面図である。
【図5】本発明の第二実施形態に係る第二電極の平面図である。
【図6】本発明の第三実施形態に係る第二電極の平面図である。
【図7】本発明の第四実施形態に係る第二電極の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
＜第一実施形態＞
（熱電ユニットの構成）
以下、本発明の第一実施形態に係る熱電モジュール１０を備える熱電ユニット１について、図１から図３を参照して説明する。図１に示す、熱電ユニット１は、温調対象物２と、基板３と、熱電モジュール１０と、伝熱部材４と、リード線５と、を備える。
（熱電ユニットの構成）
以下、本発明の第一実施形態に係る熱電モジュール１０を備える熱電ユニット１について、図１から図３を参照して説明する。図１に示す、熱電ユニット１は、温調対象物２と、基板３と、熱電モジュール１０と、伝熱部材４と、リード線５と、を備える。
【0012】
（温調対象物）
温調対象物２は、温度変化する物体を幅広く含む。温調対象物２として、例えば半導体製造装置のウェーハ載置台等が挙げられる。
温調対象物２は、温度変化する物体を幅広く含む。温調対象物２として、例えば半導体製造装置のウェーハ載置台等が挙げられる。
【0013】
（基板）
基板３は、温調対象物２に対向配置されている。
以下、温調対象物２と基板３との対向方向を「第一方向Ｄ１」と称する。
基板３は、温調対象物２に対向配置されている。
以下、温調対象物２と基板３との対向方向を「第一方向Ｄ１」と称する。
【0014】
基板３は、第一方向Ｄ１に略垂直に交差する面方向に延在している。基板３は、熱電モジュール１０からの熱を放熱する放熱板である。基板３内には、基板３全体に複数の管路３ａが設けられている。管路３ａ内には、冷却水が流れる。冷却水は、熱電モジュール１０からの熱を吸収する。
【0015】
（熱電モジュール）
熱電モジュール１０は、温調対象物２を温調する。熱電モジュール１０の詳細な構造については、後述する。
熱電モジュール１０は、温調対象物２を温調する。熱電モジュール１０の詳細な構造については、後述する。
【0016】
（伝熱部材）
伝熱部材４は、熱電モジュール１０と温調対象物２との間に設けられている。伝熱部材４は、熱電モジュール１０と温調対象物２とを熱的に接続する。伝熱部材４として例えばグリス等が挙げられる。
伝熱部材４は、熱電モジュール１０と温調対象物２との間に設けられている。伝熱部材４は、熱電モジュール１０と温調対象物２とを熱的に接続する。伝熱部材４として例えばグリス等が挙げられる。
【0017】
（リード線）
リード線５は、熱電モジュール１０と外部の電源（不図示）とを電気的に接続し、熱電モジュール１０を通電させる。リード線５は、熱電モジュール１０に少なくとも一対設けられている。
リード線５は、熱電モジュール１０と外部の電源（不図示）とを電気的に接続し、熱電モジュール１０を通電させる。リード線５は、熱電モジュール１０に少なくとも一対設けられている。
【0018】
（熱電モジュールの構成）
以下、熱電モジュール１０の構成について説明する。
熱電モジュール１０は、熱電素子１１と、電極２０と、を備える。
以下、熱電モジュール１０の構成について説明する。
熱電モジュール１０は、熱電素子１１と、電極２０と、を備える。
【0019】
（熱電素子）
熱電素子１１は、基板３と温調対象物２との間に複数設けられている。
熱電素子１１は、基板３と温調対象物２との間に複数設けられている。
【0020】
（接続部）
接続部１２は、熱電素子１１の第一方向Ｄ１の両端面に設けられている。接続部１２は、熱電素子１１と電極２０とを電気的かつ熱的に接続する。
接続部１２は、熱電素子１１の第一方向Ｄ１の両端面に設けられている。接続部１２は、熱電素子１１と電極２０とを電気的かつ熱的に接続する。
【0021】
（電極）
電極２０は、熱電素子１１の基板３側及び温調対象物２側にそれぞれ設けられている。電極２０は、隣接する２つの熱電素子１１同士を電気的に接続している。
以下、複数の電極２０のうち、第一方向Ｄ１で基板３側の電極２０を「第一電極２０ａ」、第一方向Ｄ１で温調対象物２側の電極２０を「第二電極２０ｂ」と称する。
電極２０は、熱電素子１１の基板３側及び温調対象物２側にそれぞれ設けられている。電極２０は、隣接する２つの熱電素子１１同士を電気的に接続している。
以下、複数の電極２０のうち、第一方向Ｄ１で基板３側の電極２０を「第一電極２０ａ」、第一方向Ｄ１で温調対象物２側の電極２０を「第二電極２０ｂ」と称する。
【0022】
（第一電極）
第一電極２０ａは、基板３上に複数設けられている。複数の第一電極２０ａは、基板３に熱的に接続されている。各第一電極２０ａは、隣接する熱電素子１１同士を電気的に接続している。
第一電極２０ａは、基板３上に複数設けられている。複数の第一電極２０ａは、基板３に熱的に接続されている。各第一電極２０ａは、隣接する熱電素子１１同士を電気的に接続している。
【0023】
（第二電極）
第二電極２０ｂは、第一方向Ｄ１で、熱電素子１１を挟んで第一電極２０ａとは反対側に複数設けられている。複数の第二電極２０ｂは、伝熱部材４を介して温調対象物２に熱的に接続されている。各第二電極２０ｂは、隣接するとともに、互いに別の第一電極２０ａに接続される熱電素子１１同士を電気的に接続している。
第二電極２０ｂは、第一方向Ｄ１で、熱電素子１１を挟んで第一電極２０ａとは反対側に複数設けられている。複数の第二電極２０ｂは、伝熱部材４を介して温調対象物２に熱的に接続されている。各第二電極２０ｂは、隣接するとともに、互いに別の第一電極２０ａに接続される熱電素子１１同士を電気的に接続している。
【0024】
熱電素子１１は、複数の第一電極２０ａ及び第二電極２０ｂによって電気的に接続されている。電気的に接続された熱電素子１１、第一電極２０ａ及び第二電極２０ｂのユニットの両端部に位置する第一電極２０ａには、リード線５がそれぞれ電気的に接続されている。
【0025】
また、図２に示すように、複数の第二電極２０ｂは、基板３の表面に沿って密に配置されている。
以下、複数の第二電極２０ｂのうち一の第二電極２０ｂについて、「第一方向Ｄ１」と略垂直に交差する面方向のうち、第二電極２０ｂによって接続される２つの熱電素子１１同士の対向方向を「第二方向Ｄ２」と称し、「第一方向Ｄ１」と略垂直に交差する面方向のうち、「第一方向Ｄ１」及び「第二方向Ｄ２」と略垂直に交差する方向を「第三方向Ｄ３」と称する。
以下、複数の第二電極２０ｂのうち一の第二電極２０ｂについて、「第一方向Ｄ１」と略垂直に交差する面方向のうち、第二電極２０ｂによって接続される２つの熱電素子１１同士の対向方向を「第二方向Ｄ２」と称し、「第一方向Ｄ１」と略垂直に交差する面方向のうち、「第一方向Ｄ１」及び「第二方向Ｄ２」と略垂直に交差する方向を「第三方向Ｄ３」と称する。
【0026】
図３に示すように、第二電極２０ｂは、第一方向Ｄ１から見て、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に対称な形状に形成されている。さらに、第二電極２０ｂの外縁は、滑らかな曲線状に形成されている。第二電極２０ｂは、電極基部２１と、連結部２２と、を有する。
【0027】
（電極基部）
電極基部２１は、第二方向Ｄ２に離間して一対設けられている。電極基部２１は、それぞれ対応する熱電素子１１に接続される。電極基部２１の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、円弧状に形成されている。
電極基部２１は、第二方向Ｄ２に離間して一対設けられている。電極基部２１は、それぞれ対応する熱電素子１１に接続される。電極基部２１の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、円弧状に形成されている。
【0028】
（連結部）
連結部２２は、２つの電極基部２１を連結している。連結部２２は、電極基部２１と一体形成されている。連結部２２の外縁は、第一方向Ｄ１から見て滑らかに湾曲するように形成されるとともに、電極基部２１の外縁と滑らかに接続されている。連結部２２には、穴部２３と、くびれ部２４と、突出部２５と、変位吸収部２６と、が設けられている。
連結部２２は、２つの電極基部２１を連結している。連結部２２は、電極基部２１と一体形成されている。連結部２２の外縁は、第一方向Ｄ１から見て滑らかに湾曲するように形成されるとともに、電極基部２１の外縁と滑らかに接続されている。連結部２２には、穴部２３と、くびれ部２４と、突出部２５と、変位吸収部２６と、が設けられている。
【0029】
（穴部）
穴部２３は、連結部２２の中心部を第一方向Ｄ１に貫通している。穴部２３は、例えば打ち抜きによって形成される。
穴部２３は、連結部２２の中心部を第一方向Ｄ１に貫通している。穴部２３は、例えば打ち抜きによって形成される。
【0030】
（くびれ部）
くびれ部２４は、穴部２３を挟んで第二方向Ｄ２両側に設けられている。くびれ部２４は、第三方向Ｄ３の内側に入り込むように形成されている。くびれ部２４の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、第三方向Ｄ３内側に入り込むように曲線状に形成されるとともに、電極基部２１の外縁と滑らかに接続されている。
くびれ部２４は、例えば切削加工によって形成されている。
くびれ部２４は、穴部２３を挟んで第二方向Ｄ２両側に設けられている。くびれ部２４は、第三方向Ｄ３の内側に入り込むように形成されている。くびれ部２４の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、第三方向Ｄ３内側に入り込むように曲線状に形成されるとともに、電極基部２１の外縁と滑らかに接続されている。
くびれ部２４は、例えば切削加工によって形成されている。
【0031】
（突出部）
突出部２５は、穴部２３の第三方向Ｄ３外側に設けられている。突出部２５は、第三方向Ｄ３に突出している。突出部２５の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、第三方向Ｄ３外側に張り出すように曲線状に形成されるとともに、くびれ部２４の外縁と滑らかに接続されている。
本実施形態の穴部２３は、突出部２５に応じて第三方向Ｄ３に拡大されている。
突出部２５は、穴部２３の第三方向Ｄ３外側に設けられている。突出部２５は、第三方向Ｄ３に突出している。突出部２５の外縁は、第一方向Ｄ１から見て、第三方向Ｄ３外側に張り出すように曲線状に形成されるとともに、くびれ部２４の外縁と滑らかに接続されている。
本実施形態の穴部２３は、突出部２５に応じて第三方向Ｄ３に拡大されている。
【0032】
（変位吸収部）
変位吸収部２６は、連結部２２の外形と穴部２３の外形に沿って形成されている。より詳細には、変位吸収部２６は、穴部２３、くびれ部２４および突出部２５の外形に沿って形成されている。変位吸収部２６は第二方向Ｄ２に沿って延びている。
変位吸収部２６は、連結部２２の外形と穴部２３の外形に沿って形成されている。より詳細には、変位吸収部２６は、穴部２３、くびれ部２４および突出部２５の外形に沿って形成されている。変位吸収部２６は第二方向Ｄ２に沿って延びている。
【0033】
（第二電極の寸法）
続いて、第二電極２０ｂの寸法について説明する。
以下、第二電極２０ｂのくびれ部２４における第三方向Ｄ３の幅を「第一幅Ｗ１」と称する。さらに、第二電極２０ｂの突出部２５における第三方向Ｄ３の幅を「第二幅Ｗ２」と称し、穴部２３における第三方向Ｄ３の幅を「第三幅Ｗ３」と称する。
続いて、第二電極２０ｂの寸法について説明する。
以下、第二電極２０ｂのくびれ部２４における第三方向Ｄ３の幅を「第一幅Ｗ１」と称する。さらに、第二電極２０ｂの突出部２５における第三方向Ｄ３の幅を「第二幅Ｗ２」と称し、穴部２３における第三方向Ｄ３の幅を「第三幅Ｗ３」と称する。
【0034】
このとき、以下の式に示す関係が成立するように、第二電極２０ｂが形成されている。
Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
Ｗ１＜Ｗ３＜Ｗ２
【0035】
（熱電モジュールの動作）
続いて、熱電モジュール１０の動作について説明する。
以下では、発熱した温調対象物２の温度を一定に維持する場合を例に説明する。
続いて、熱電モジュール１０の動作について説明する。
以下では、発熱した温調対象物２の温度を一定に維持する場合を例に説明する。
【0036】
まず、リード線５によって外部電源（不図示）に接続される複数の熱電素子１１、第一電極２０ａ、第二電極２０ｂのユニットを通電させる。すると、第二電極２０ｂが温調対象物２を吸熱する。そして、第一電極２０ａが、温調対象物２の熱を基板３に向けて放熱する。第一電極２０ａから放熱された熱は、基板３内の管路３ａを流れる冷却水に伝達されることにより、外部に放熱される。
【0037】
このとき、熱電素子１１の第一方向Ｄ１の両端面に温度差が生じる。第一電極２０ａは基板３に固定されている一方、第二電極２０ｂは温調対象物２に固定されていない。このため、第二電極２０ｂは、第一電極２０ａと比較して、熱電素子１１の温度差による熱応力の影響を受けやすくなっている。第二電極２０ｂは、熱応力によって第二方向Ｄ２に熱膨張・熱収縮しようとする。この第二電極２０ｂの熱膨張・熱収縮によって第二電極２０ｂと熱電素子１１との接合部（図示の例では、温調対象物２側の接続部１２）が破損する虞があるため、第二電極２０ｂに作用する熱応力を緩和する必要がある。
【0038】
本実施形態の第二電極２０ｂには、変位吸収部２６が設けられている。第二電極２０ｂに熱応力が作用すると、この変位吸収部２６は第二方向Ｄ２に伸縮し、熱応力が緩和される。
【0039】
＜効果＞
上述した第一実施形態の熱電モジュール１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、熱電モジュール１０は、複数の熱電素子１１と、複数の電極２０と、を備える。複数の熱電素子１１は、温調対象物２と第一方向Ｄ１に対向配置される基板３と温調対象物２との間に設けられている。複数の電極２０は、熱電素子１１の基板３側及び温調対象物２側にそれぞれ設けられ、第一方向Ｄ１に交差する第二方向Ｄ２に隣接する熱電素子１１同士を電気的に接続する。さらに、電極２０は、２つの電極基部２１と、連結部２２と、を有する。２つの電極基部２１は、第二方向Ｄ２に離間し、それぞれ対応する熱電素子１１に接続される。連結部２２は、２つの電極基部２１を連結する。さらに、連結部２２には、穴部２３と、くびれ部２４と、変位吸収部２６と、が設けられている。穴部２３は、第一方向Ｄ１に貫通している。くびれ部２４は、穴部２３を挟んで第二方向Ｄ２両側に設けられ、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に交差する第三方向Ｄ３の内側に入り込んでいる。変位吸収部２６は、連結部２２の外形と穴部２３の外形に沿って形成されている。
上述した第一実施形態の熱電モジュール１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、熱電モジュール１０は、複数の熱電素子１１と、複数の電極２０と、を備える。複数の熱電素子１１は、温調対象物２と第一方向Ｄ１に対向配置される基板３と温調対象物２との間に設けられている。複数の電極２０は、熱電素子１１の基板３側及び温調対象物２側にそれぞれ設けられ、第一方向Ｄ１に交差する第二方向Ｄ２に隣接する熱電素子１１同士を電気的に接続する。さらに、電極２０は、２つの電極基部２１と、連結部２２と、を有する。２つの電極基部２１は、第二方向Ｄ２に離間し、それぞれ対応する熱電素子１１に接続される。連結部２２は、２つの電極基部２１を連結する。さらに、連結部２２には、穴部２３と、くびれ部２４と、変位吸収部２６と、が設けられている。穴部２３は、第一方向Ｄ１に貫通している。くびれ部２４は、穴部２３を挟んで第二方向Ｄ２両側に設けられ、第一方向Ｄ１及び第二方向Ｄ２に交差する第三方向Ｄ３の内側に入り込んでいる。変位吸収部２６は、連結部２２の外形と穴部２３の外形に沿って形成されている。
【0040】
上記構成によれば、変位吸収部２６は、第三方向Ｄ３に変位しながら第二方向Ｄ２に延びる波形状に形成されている。このため、第二電極２０ｂに第二方向Ｄ２の熱応力が作用すると、変位吸収部２６が第二方向Ｄ２に伸縮して、熱応力を緩和することができる。さらに、変位吸収部２６は、穴部２３を挟んで第三方向Ｄ３両側に設けられている。これにより、２つの変位吸収部２６に均等に熱応力が作用し、第二電極２０ｂと熱電素子１１との接合部にねじり方向の力が生じることを防止できる。
また、変位吸収部２６の波形状は、穴部２３とくびれ部２４とによって形成されるため、変位吸収部２６が第三方向Ｄ３外側に大きく張り出すことを防止することができる。これにより、第二電極２０ｂを基板３に沿って密に配置することができる。よって、熱電素子１１を基板３上に密に配置することができるので、熱電モジュール１０の出力を十分に確保することができる。
このように、本実施形態によれば、第二電極２０ｂに作用する熱応力を緩和しつつ、熱電モジュール１０の出力低減を回避することができる。
また、変位吸収部２６の波形状は、穴部２３とくびれ部２４とによって形成されるため、変位吸収部２６が第三方向Ｄ３外側に大きく張り出すことを防止することができる。これにより、第二電極２０ｂを基板３に沿って密に配置することができる。よって、熱電素子１１を基板３上に密に配置することができるので、熱電モジュール１０の出力を十分に確保することができる。
このように、本実施形態によれば、第二電極２０ｂに作用する熱応力を緩和しつつ、熱電モジュール１０の出力低減を回避することができる。
【0041】
本実施形態では、第二電極２０ｂは、突出部２５を有する。突出部２５は、穴部２３の第三方向Ｄ３外側に設けられ、第三方向Ｄ３に突出している。穴部２３は、突出部２５に応じて第三方向Ｄ３に拡大されている。
【0042】
これにより、変位吸収部２６が長くなり、変位吸収部２６の第二方向Ｄ２の伸縮量をより多く確保することができる。よって、熱電モジュール１０は、変位吸収部２６の伸縮によって、熱応力をより一層良好に緩和することができる。
【0043】
なお、上記第一実施形態では、第二電極２０ｂが突出部２５を有する場合について説明した。しかしながら、図４に示すように、第二電極２０ｂは、必ずしも突出部２５を有する必要はない。
また、第二電極２０ｂの外縁は必ずしも湾曲している必要はなく、図４に示すように、第二電極２０ｂの外縁は直線状に形成されていてもよい。
また、第二電極２０ｂの外縁は必ずしも湾曲している必要はなく、図４に示すように、第二電極２０ｂの外縁は直線状に形成されていてもよい。
【0044】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態の熱電モジュール２１０を備える熱電ユニット２０１について、図５を参照して説明する。第二実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第二実施形態の熱電モジュール２１０を備える熱電ユニット２０１について、図５を参照して説明する。第二実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0045】
本実施形態の熱電ユニット２０１は、温調対象物２と、基板３と、熱電モジュール２１０と、伝熱部材４と、リード線５と、を備える。
【0046】
熱電モジュール２１０は、複数の熱電素子１１と、複数の電極２２０と、を有する。複数の電極２２０は、複数の第一電極２０ａと、複数の第二電極２２０ｂと、を含む。
【0047】
図５に示すように、第二電極２２０ｂは、第二方向Ｄ２に非対称に形成されている。
第二電極２２０ｂは、電極基部２１と、連結部２２２と、を有する。
連結部２２２は、穴部２２３と、くびれ部２２４と、突出部２５と、変位吸収部２２６と、を有する。
第二電極２２０ｂは、電極基部２１と、連結部２２２と、を有する。
連結部２２２は、穴部２２３と、くびれ部２２４と、突出部２５と、変位吸収部２２６と、を有する。
【0048】
穴部２２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２一方側の熱電素子１１に接近して設けられている。
【0049】
穴部２２３を挟んで第二方向Ｄ２両側のくびれ部２２４のうち第二方向Ｄ２他方側のくびれ部２２４は、第二方向Ｄ２一方側のくびれ部２２４よりも第三方向Ｄ３の内側に入り込んでいる。
このため、くびれ部２２４の第一幅Ｗ１のうち、第二方向Ｄ２他方側のくびれ部２２４における第一幅Ｗ１ｂは、第二方向Ｄ２一方側のくびれ部２２４における第一幅Ｗ１ａよりも小さい。
このため、くびれ部２２４の第一幅Ｗ１のうち、第二方向Ｄ２他方側のくびれ部２２４における第一幅Ｗ１ｂは、第二方向Ｄ２一方側のくびれ部２２４における第一幅Ｗ１ａよりも小さい。
【0050】
＜効果＞
上述した第二実施形態の熱電モジュール２１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部２２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２一方側の熱電素子１１に接近して設けられている。第二方向Ｄ２他方側のくびれ部２２４は、第二方向Ｄ２一方側のくびれ部２２４よりも第三方向Ｄ３の内側に入り込んでいる。
上述した第二実施形態の熱電モジュール２１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部２２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２一方側の熱電素子１１に接近して設けられている。第二方向Ｄ２他方側のくびれ部２２４は、第二方向Ｄ２一方側のくびれ部２２４よりも第三方向Ｄ３の内側に入り込んでいる。
【0051】
これにより、変位吸収部２２６が長くなり、変位吸収部２２６の第二方向Ｄ２の伸縮量をより多く確保することができる。よって、熱電モジュール２１０は、変位吸収部２２６の伸縮によって、熱応力をより一層良好に緩和することができる。
さらに、内側に入り込む側のくびれ部２２４に対応する連結部２２２の第二方向Ｄ２の幅を確保することができるので、くびれ部２２４を形成する加工が容易となる。
さらに、内側に入り込む側のくびれ部２２４に対応する連結部２２２の第二方向Ｄ２の幅を確保することができるので、くびれ部２２４を形成する加工が容易となる。
【0052】
＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態の熱電モジュール３１０を備える熱電ユニット３０１について、図６を参照して説明する。第三実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第三実施形態の熱電モジュール３１０を備える熱電ユニット３０１について、図６を参照して説明する。第三実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0053】
本実施形態の熱電ユニット３０１は、温調対象物２と、基板３と、熱電モジュール３１０と、伝熱部材４と、リード線５と、を備える。
【0054】
熱電モジュール３１０は、複数の熱電素子１１と、複数の電極３２０と、を有する。複数の電極３２０は、複数の第一電極２０ａと、複数の第二電極３２０ｂと、を含む。
【0055】
図６に示すように、第二電極３２０ｂは、第二方向Ｄ２に非対称に形成されている。
第二電極３２０ｂは、電極基部２１と、連結部３２２と、を有する。
連結部３２２は、穴部３２３と、くびれ部２２４と、突出部２５と、変位吸収部３２６と、を有する。
第二電極３２０ｂは、電極基部２１と、連結部３２２と、を有する。
連結部３２２は、穴部３２３と、くびれ部２２４と、突出部２５と、変位吸収部３２６と、を有する。
【0056】
穴部３２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２他方側の熱電素子１１に向けて突出するように拡大されている。より詳細には、穴部３２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２一方側の熱電素子１１に接近して設けられた本体穴３２３ａと、本体穴３２３ａの第二方向Ｄ２他方側に連続して設けられた突出穴３２３ｂと、を有し、本体穴３２３ａは、第三方向Ｄ３に延びている。
【0057】
＜効果＞
上述した第三実施形態の熱電モジュール３１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部３２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２他方側の熱電素子１１に向けて突出するように拡大されている。
上述した第三実施形態の熱電モジュール３１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部３２３は、電気的に接続される２つの熱電素子１１のうち第二方向Ｄ２他方側の熱電素子１１に向けて突出するように拡大されている。
【0058】
これにより、変位吸収部３２６が長くなり、変位吸収部３２６の第二方向Ｄ２の伸縮量をより多く確保することができる。よって、熱電モジュール３１０は、変位吸収部３２６の伸縮によって、熱応力をより一層良好に緩和することができる。
【0059】
＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態の熱電モジュール４１０を備える熱電ユニット４０１について、図７を参照して説明する。第四実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
次に、本発明の第四実施形態の熱電モジュール４１０を備える熱電ユニット４０１について、図７を参照して説明する。第四実施形態では、上述した実施形態と同様の構成要素については同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
【0060】
本実施形態の熱電ユニット４０１は、温調対象物２と、基板３と、熱電モジュール４１０と、伝熱部材４と、リード線５と、を備える。
【0061】
熱電モジュール４１０は、複数の熱電素子１１と、複数の電極４２０と、を有する。複数の電極４２０は、複数の第一電極２０ａと、複数の第二電極４２０ｂと、を含む。
【0062】
図７に示すように、第二電極４２０ｂは、第一方向Ｄ１から見て、第二方向Ｄ２及び第三方向Ｄ３に対称な形状に形成されている。
第二電極４２０ｂは、電極基部２１と、連結部４２２と、を有する。
連結部４２２は、穴部４２３と、くびれ部２４と、突出部２５と、変位吸収部４２６と、を有する。
穴部４２３は、連結部４２２の外形に沿って形成されている。
第二電極４２０ｂは、電極基部２１と、連結部４２２と、を有する。
連結部４２２は、穴部４２３と、くびれ部２４と、突出部２５と、変位吸収部４２６と、を有する。
穴部４２３は、連結部４２２の外形に沿って形成されている。
【0063】
＜効果＞
上述した第四実施形態の熱電モジュール４１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部４２３は、連結部４２２の外形に沿って形成されている。
上述した第四実施形態の熱電モジュール４１０は、以下に示す効果を発揮することができる。
本実施形態では、穴部４２３は、連結部４２２の外形に沿って形成されている。
【0064】
これにより、変位吸収部４２６が長くなり、変位吸収部４２６の第二方向Ｄ２の伸縮量をより多く確保することができる。よって、熱電モジュール４１０は、変位吸収部４２６の伸縮によって、熱応力をより一層良好に緩和することができる。
【0065】
以上、本発明の実施の形態について図面を参照して説明したが、具体的な構成はこの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、上記実施形態では、温調対象物２側の第二電極２０ｂ，２２０ｂ，３２０ｂ，４２０ｂが穴部２３，２２３，３２３，４２３、くびれ部２４，２２４、突出部２５、及び変位吸収部２６，２２６，３２６，４２６等の構成を有する場合について説明した。しかしながら、第二電極２０ｂ，２２０ｂ，３２０ｂ，４２０ｂだけでなく基板３側の第一電極２０ａが穴部２３，２２３，３２３，４２３、くびれ部２４，２２４、突出部２５、及び変位吸収部２６，２２６，３２６，４２６等の第二電極２０ｂ，２２０ｂ，３２０ｂ，４２０ｂと同様の構成を有してもよい。
【0066】
なお、上記実施形態では、第二電極２０ｂが吸熱側、第一電極２０ａが放熱側である場合について説明した。しかしながら、第二電極２０ｂが放熱側、第一電極２０ａが吸熱側であってもよい。
【符号の説明】
【0067】
１…熱電ユニット ２…温調対象物 ３…基板 ４…伝熱部材 ５…リード線 ３ａ…管路 １０…熱電モジュール １１…熱電素子 １２…接続部 ２０…電極 ２０ａ…第一電極 ２０ｂ…第二電極 ２１…電極基部 ２２…連結部 ２３…穴部 ２４…くびれ部 ２５…突出部 ２６…変位吸収部 ２０１…熱電ユニット ２１０…熱電モジュール ２２０…電極 ２２０ｂ…第二電極 ２２２…連結部 ２２３…穴部 ２２４…くびれ部 ２２６…変位吸収部 ３０１…熱電ユニット ３１０…熱電モジュール ３２０…電極 ３２０ｂ…第二電極 ３２２…連結部 ３２３…穴部 ３２３ａ…本体穴 ３２３ｂ…突出穴 ３２６…変位吸収部 ４０１…熱電ユニット ４１０…熱電モジュール ４２０…電極 ４２０ｂ…第二電極 ４２２…連結部 ４２３…穴部 ４２６…変位吸収部 Ｄ１…第一方向 Ｄ２…第二方向 Ｄ３…第三方向 Ｗ１，Ｗ１ａ，Ｗ１ｂ…第一幅 Ｗ２…第二幅 Ｗ３…第三幅
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】