特許 7565844 熱電変換装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-03

(45)【発行日】2024-10-11

(54)【発明の名称】熱電変換装置

(51)【国際特許分類】

   H10N 10/13 20230101AFI20241004BHJP

   H10N 10/17 20230101ALI20241004BHJP

【ＦＩ】

H10N10/13

H10N10/17

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2021053844

(22)【出願日】2021-03-26

(65)【公開番号】P2022150989

(43)【公開日】2022-10-07

【審査請求日】2023-09-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000006633

【氏名又は名称】京セラ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】梶原 俊和

【審査官】柴山 将隆

(56)【参考文献】

【文献】特開平０６－２９４５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－３２６９１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８６６１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３０１８４８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００８－３０５９８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１３３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－１２４５１０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ１０Ｎ １０／１３

Ｈ１０Ｎ １０／１７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

熱電素子と、
前記熱電素子を挟む一対の支持部材と
前記熱電素子とともに前記一対の支持部材に挟まれる枠状部材と
を有し、
前記枠状部材は、
前記熱電素子を囲む枠体と、
前記枠体よりも前記支持部材側に突出しており、前記枠体における前記支持部材との対向面よりも面積が小さい当接面を有し、前記当接面において前記支持部材と当接する当接部と
を有する、熱電変換装置。

【請求項2】

前記支持部材と前記枠体との隙間に充填される樹脂部材
を有する、請求項１に記載の熱電変換装置。

【請求項3】

前記当接部は、前記枠体の内側に位置する、請求項１または２に記載の熱電変換装置。

【請求項4】

前記支持部材は、前記当接部との対向面に凹部および凸部の一方を有し、
前記当接部は、前記当接面に前記凹部および前記凸部の他方を有し、
前記当接部が前記支持部材と当接した状態において、前記凸部は、前記凹部に入り込む、請求項１～３のいずれか一つに記載の熱電変換装置。

【請求項5】

前記当接部が前記支持部材と当接した状態において、前記凹部の底部と前記凸部の頂部との間に空隙が位置する、請求項４に記載の熱電変換装置。

【請求項6】

前記当接部は、
前記枠体よりも前記一対の支持部材のうち第１支持部材側に突出し、前記第１支持部材と当接する第１当接部と、
前記枠体よりも前記一対の支持部材のうち第２支持部材側に突出し、前記第２支持部材と当接する第２当接部と
を有し、
前記枠体の高さ方向に沿って前記枠状部材を見た場合に、前記第１当接部の位置と前記第２当接部の位置とがずれている、請求項１～５のいずれか一つに記載の熱電変換装置。

【請求項7】

前記枠体の高さ方向に沿って前記枠体を見た場合に、前記枠体は、平面視多角形状を有しており、
前記多角形状の各辺に、前記第１当接部および前記第２当接部の両方が位置しており、
複数の前記第１当接部および複数の前記第２当接部は、前記多角形状の各辺の並び方向に交互に位置している、請求項６に記載の熱電変換装置。

【請求項8】

複数の前記第１当接部および複数の前記第２当接部は、前記辺の中央部よりも前記多角形状の角部に近い場所に位置している、請求項７に記載の熱電変換装置。

【請求項9】

前記枠体の高さ方向に沿って前記枠体を見た場合に、前記枠体は、平面視多角形状を有しており、
前記多角形状の各辺に、前記第１当接部および前記第２当接部の両方が位置しており、
前記多角形状の各辺の並び方向において、前記第１当接部が位置する前記辺と、前記第２当接部が位置する前記辺とは交互に位置している、請求項６に記載の熱電変換装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、熱電変換装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、熱と電力とを相互に直接変換する熱電変換技術を利用した熱電変換装置が知られている。たとえば、ペルチェ効果を利用して電力を熱に変換することによって対象物を冷却または加熱する加熱冷却装置や、ペルチェ効果とは逆の現象であるゼーベック効果を利用して温度差から電力を得る発電装置などが熱電変換装置として知られている。

【0003】

特許文献１には、第一及び第二の対向する熱交換ブロックに熱電素子が挟持されるとともに、熱電素子を包囲する樹脂枠も熱交換ブロックに挟持された加熱冷却装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２００６－２３４２５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述した従来技術には、樹脂枠を介して熱交換ブロックの一方から他方へ熱が伝わることによって熱電変換の効果、引用文献１に記載の技術では加熱冷却効果が低減するおそれがある。なお、熱電変換装置が発電装置である場合には、樹脂枠を介して熱交換ブロックの一方から他方へ熱が伝わることによって温度差が小さくなる結果、発電効果が低減するおそれがある。

【0006】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、熱電素子を挟む一対の支持部材間における熱の移動を抑制することができる熱電変換装置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】

【0007】

本開示の一態様による熱電変換装置は、熱電素子と、熱電素子を挟む一対の支持部材と、熱電素子とともに一対の支持部材に挟まれる枠状部材とを有する。枠状部材は、枠体と、当接部とを有する。枠体は、熱電素子を囲む。当接部は、枠体よりも支持部材側に突出しており、枠体における支持部材との対向面よりも面積が小さい当接面を有し、当接面において支持部材と当接する。

【発明の効果】

【0008】

本開示によれば、熱電素子を挟む一対の支持部材間における熱の移動を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係る熱電変換装置の模式的な斜視図である。

【図2】図２は、実施形態に係る熱電変換装置の模式的な断面図である。

【図3】図３は、実施形態に係る熱電変換装置の構成の一例を示す模式的な平面図である。

【図4】図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線矢視における模式的な断面図である。

【図5】図５は、図４に示すＶ部の模式的な拡大図である。

【図6】図６は、図４に示すＶＩ部の模式的な拡大図である。

【図7】図７は、図３に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図8】図８は、図３に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図9】図９は、図３に示すＩＸ－ＩＸ線矢視における模式的な断面図である。

【図10】図１０は、実施形態に係る熱電変換装置の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。

【図11】図１１は、図１０に示すＸＩ－ＸＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図12】図１２は、図１０に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図13】図１３は、実施形態に係る熱電変換装置の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。

【図14】図１４は、図１３に示すＸＩＶ－ＸＩＶ線矢視における模式的な断面図である。

【図15】図１５は、図１３に示すＸＶ－ＸＶ線矢視における模式的な断面図である。

【図16】図１６は、実施形態に係る熱電変換装置の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。

【図17】図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢視における模式的な断面図である。

【図18】図１８は、実施形態に係る熱電変換装置の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本開示による熱電変換装置を実施するための形態（以下、「実施形態」と記載する）について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施形態により本開示による熱電変換装置が限定されるものではない。また、各実施形態は、処理内容を矛盾させない範囲で適宜組み合わせることが可能である。また、以下の各実施形態において同一の部位には同一の符号を付し、重複する説明は省略される。

【0011】

また、以下に示す実施形態では、「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」といった表現が用いられる場合があるが、これらの表現は、厳密に「一定」、「直交」、「垂直」あるいは「平行」であることを要しない。すなわち、上記した各表現は、例えば製造精度、設置精度などのずれを許容するものとする。

【0012】

また、以下に示す実施形態では、熱電変換装置の一例として、対象物を加熱または冷却する加熱冷却装置を例に挙げて説明するが、本開示による熱電変換装置は、たとえば、ゼーベック効果を利用して温度差から電力を得る発電装置であってもよい。

【0013】

図１は、実施形態に係る熱電変換装置の模式的な斜視図である。なお、図１では、理解を容易にするために、第１支持部材２０を分解して示している。また、図１では、枠状部材４０の後述する当接部や、第１支持部材２０および第２支持部材３０と枠状部材４０との間に介在される樹脂部材等を省略して示している。

【0014】

図１に示すように、実施形態に係る熱電変換装置１は、熱電素子１０と、第１支持部材２０と、第２支持部材３０と、枠状部材４０とを有する。

【0015】

熱電素子１０は、たとえばペルチェ効果によって温度調節を行なうための部材である。実施形態において、熱電素子１０は、たとえば平面視四角形の平板形状を有する。なお、熱電素子１０の形状は、本例に限らず、平面視において四角形以外の多角形状であってもよい。

【0016】

熱電素子１０を構成する熱電材料としては、たとえばＢｉＴｅ（ビスマステルル）系など公知の材料が用いられ得る。

【0017】

熱電素子１０には、配線導体１５，１５が接続される。配線導体１５，１５としては、たとえば銅の他、銀、銀－パラジウムなどの材料が用いられ得る。熱電素子１０は、配線導体１５，１５を介して図示しない電源に電気的に接続される。

【0018】

第１支持部材２０および第２支持部材３０は、熱電素子１０を挟む一対の支持部材の一例である。具体的には、第１支持部材２０および第２支持部材３０は、互いに対向するように位置しており、第１支持部材２０および第２支持部材３０の対向面同士で熱電素子１０を挟み込む。第１支持部材２０および熱電素子１０は、グリス等の放熱材を介して接着されており、第２支持部材３０および熱電素子１０も同様に、グリス等の放熱材を介して接着される。

【0019】

第１支持部材２０および第２支持部材３０は、たとえば平面視四角形の平板形状を有する。なお、第１支持部材２０および第２支持部材３０の形状は、本例に限らず、たとえば平面視円形状であってもよいし、平面視において四角形以外の多角形状であってもよい。

【0020】

第２支持部材３０の板面のうち、第１支持部材２０との対向面とは反対側の面には、複数の冷却フィン３５が位置している。また、第２支持部材３０には、配線導体１５，１５を挿通させるための貫通孔（図示せず）が位置している。

【0021】

第１支持部材２０および第２支持部材３０の材質としては、たとえば金属が用いられ得る。

【0022】

枠状部材４０は、熱電素子１０を囲む部材であって、熱電素子１０とともに第１支持部材２０および第２支持部材３０に挟まれる。枠状部材４０の材質としては、たとえば樹脂が用いられ得る。このように、枠状部材４０を設けることで、たとえば、大気中の湿気から熱電素子１０を保護したり、耐久性を確保したりすることができる。

【0023】

従来の加熱冷却装置において、枠状部材は、一対の支持部材との対向面の全面において一対の支持部材と当接していた。このため、一対の支持部材のうち高温側の支持部材から低温側の支持部材へ枠状部材を介して熱が伝わりやすく、これにより、低温側の支持部材における外周部の温度が上昇することで低温側の支持部材の均熱性が悪化するおそれがあった。また、低温側の支持部材の温度が上昇することで、対象物の冷却性能が低下したりするおそれがあった。

【0024】

また、一対の支持部材と枠状部材との間にＯリングやパッキン等の介在部材が設けられた加熱冷却装置も知られているが、かかる構成とした場合、熱電素子と一対の支持部材とが平行にならず片当たりすることで、低温側の支持部材における中央部の温度の均熱性が悪化するおそれがある。また、低温側の支持部材が十分に冷却されないことで、対象物の冷却性能が低下したりするおそれがあった。

【0025】

そこで、実施形態に係る熱電変換装置１では、枠状部材４０と一対の支持部材との接触面積を小さくすることで、高温側の支持部材（第２支持部材３０）から低温側の支持部材（第１支持部材２０）への枠状部材４０を介した熱伝導を抑制することとした。

【0026】

以下、実施形態に係る枠状部材４０の具体的な構成例について説明する。図２は、実施形態に係る熱電変換装置１の模式的な断面図である。なお、図２に示す断面図は、図３におけるＩＩ－ＩＩ線矢視における断面図に相当する。

【0027】

また、図３は、実施形態に係る熱電変換装置１の構成の一例を示す模式的な平面図である。図３では、熱電素子１０、第１支持部材２０および第２支持部材３０を省略して示している。すなわち、図３は、枠状部材４０の模式的な平面図でもある。また、図４は、図３に示すＩＶ－ＩＶ線矢視における模式的な断面図である。図５は、図４に示すＶ部の模式的な拡大図であり、図６は、図４に示すＶＩ部の模式的な拡大図である。図７は、図３に示すＶＩＩ－ＶＩＩ線矢視における模式的な断面図であり、図８は、図３に示すＶＩＩＩ－ＶＩＩＩ線矢視における模式的な断面図であり、図９は、図３に示すＩＸ－ＩＸ線矢視における模式的な断面図である。図４および図７～９では、第１支持部材２０、第２支持部材３０および枠状部材４０のみを示しており、熱電素子１０および樹脂部材５０等は省略される。

【0028】

図２および図３に示すように、枠状部材４０は、枠体４１と、複数の当接部４２とを有する。枠体４１は、たとえば外形および内形が平面視四角形状を有しており、熱電素子１０を囲んでいる。なお、枠体４１の形状は、本例に限らず、たとえば外形および内形が平面視において四角形以外の多角形状を有していてもよい。また、枠体４１は、たとえば外形および内形が平面視円形状を有していてもよい。

【0029】

複数の当接部４２は、枠体４１よりも一対の支持部材２０，３０側に突出している。具体的には、複数の当接部４２は、複数（ここでは、４つ）の第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈと、複数（ここでは、４つ）の第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇと、を有している。第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈは、第１支持部材２０側に突出し、第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、第２支持部材３０側に突出している。

【0030】

これら複数の当接部４２は、枠体４１における一対の支持部材２０，３０との対向面４１１よりも面積が小さい当接面を有しており、かかる当接面において一対の支持部材２０，３０と当接する。

【0031】

たとえば、図４および図５には、第１当接部４２ｄの断面が図示されている。図４および図５に示すように、第１当接部４２ｄは、枠体４１の対向面４１１よりも面積が小さい当接面４２１を有しており、かかる当接面４２１において第１支持部材２０における第１当接部４２ｄとの対向面２７と当接している。また、図４および図６には、第２当接部４２ａの断面が図示されている。図４および図６に示すように、第２当接部４２ａは、枠体４１の第２支持部材３０との対向面４１２よりも面積が小さい当接面４２２を有しており、かかる当接面４２２において第２支持部材３０における第２当接部４２ａとの対向面３７と当接している。

【0032】

このように、実施形態に係る熱電変換装置１において、枠状部材４０には複数の当接部４２が設けられている。これにより、複数の当接部４２が設けられていない場合と比較して、第１支持部材２０および第２支持部材３０と枠状部材４０との接触面積を小さくすることができる。したがって、実施形態に係る熱電変換装置１によれば、第２支持部材３０から第１支持部材２０への枠状部材４０を介した熱伝導を抑制することができる。

【0033】

また、実施形態に係る熱電変換装置１は、一対の支持部材２０，３０と枠体４１との隙間に充填される樹脂部材５０を有する（図２参照）。樹脂部材５０は、枠体４１の第１支持部材２０との対向面４１１の全周に亘って位置している。同様に、樹脂部材５０は、枠体４１の第２支持部材３０との対向面４１１の全周に亘って位置している。

【0034】

このように、実施形態に係る熱電変換装置１は、樹脂部材５０を有しており、かかる樹脂部材５０を用いて、一対の支持部材２０，３０と枠体４１との隙間を封止している。かかる構成によれば、たとえば、大気中の湿気から熱電素子１０を保護することができる。

【0035】

また、実施形態に係る熱電変換装置１において、複数の当接部４２は、枠体４１の内側に位置している。すなわち、実施形態に係る熱電変換装置１において、複数の当接部４２は、熱電素子１０とともに枠体４１および樹脂部材５０によって封止される。かかる構成によれば、第２支持部材３０から第１支持部材２０への枠状部材４０を介した伝熱経路が外気の影響を受け難くすることができる。なお、本構成に限定されるものではなく、複数の当接部４２は、枠体４１の外側に位置していてもよい。

【0036】

また、図４および図６に示すように、第２支持部材３０は、第２当接部４２ａとの対向面３７に凹部３９を有する。また、第２当接部４２ａは、当接面４２２に凸部４３を有する。そして、第２当接部４２ａが第２支持部材３０と当接した状態において、凸部４３は、凹部３９に入り込む。

【0037】

第２支持部材３０は、図６に示す凹部３９と同様の凹部３９を複数有している。たとえば、図７に示すように、第２支持部材３０には、第２当接部４２ｇの当接面４２２と対向する位置に凹部３９を有する。また、図９に示すように、第２支持部材３０には、第２当接部４２ｅの当接面４２２と対向する位置に凹部３９を有する。

【0038】

また、図７および図９に示すように、第２当接部４２ｇおよび第２当接部４２ｅの各当接面４２２には凸部４３が位置しており、かかる凸部４３は対応する凹部３９に入り込んでいる。

【0039】

さらに、図７～図９に示すように、第１支持部材２０の第１当接部４２ｂ、４２ｄ，４２ｆ、４２ｈとの対向面２７のうち、第１当接部４２ｂ、４２ｆ、４２ｈに対応する箇所にも凹部２９が位置している。そして、第１当接部４２ｂ、４２ｆ、４２ｈの各当接面４２１には凸部４４が位置しており、かかる凸部４４は対応する凹部２９に入り込んでいる。

【0040】

かかる構成とすることにより、温度変化が繰り返された場合であっても凸部４３，４４に応力が集中することで当接部４２の当接面４２１，４２２に応力が加わりにくくなる。したがって、実施形態に係る熱電変換装置１によれば、耐熱サイクル性を向上させることができる。

【0041】

なお、凹部２９，３９および凸部４３，４４の個数および位置は、図示の例に限定されない。たとえば、ここでは、熱電変換装置１が、凹部２９および凸部４３を３組、凹部３９および凸部４４を３組有する場合の例を示したが、熱電変換装置１が有する凹部２９および凸部４３（凹部３９および凸部４４）の組数は、たとえば１組であってもよく、２組であってもよく、また、４組であってもよい。

【0042】

また、ここでは、一対の支持部材２０，３０に凹部２９，３９が位置し、複数の当接部４２に凸部４３，４４が位置する場合の例を示したが、一対の支持部材２０，３０に凸部４３，４４が位置し、複数の当接部４２に凹部２９，３９が位置していてもよい。

【0043】

また、たとえば、図６に示すように、当接部４２（図６では、第２当接部４２ａ）が支持部材（図６では、第２支持部材３０）と当接した状態において、凹部３９の底部３９１と凸部４３の頂部４３１との間には、空隙が位置している。これは、第１当接部４２ｂ，４２ｆ，４２ｈについても同様である。すなわち、第１当接部４２ｂ，４２ｆ，４２ｈが第１支持部材２０と当接した状態において、凹部２９の底部と凸部４４の頂部との間には、空隙が位置している。

【0044】

かかる構成とすることにより、凹部２９，３９内に空気層が形成されるため、かかる空気層が断熱層として機能することで、第２支持部材３０から第１支持部材２０への枠状部材４０を介した熱伝導をさらに抑制することができる。

【0045】

また、枠体４１の高さ方向に沿って枠状部材４０を見た場合に、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈの位置と第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇの位置とはずれていてもよい。

【0046】

たとえば、図３に示す例において、枠体４１が有する複数（ここでは、４つ）の辺のうち、紙面左側の辺には第１当接部４２ｈと第２当接部４２ａとが位置し、紙面上側の辺には第１当接部４２ｂと第２当接部４２ｃとが位置している。また、上記４つの辺のうち、紙面右側の辺には第１当接部４２ｄと第２当接部４２ｅとが位置し、紙面下側の辺には第１当接部４２ｆと第２当接部４２ｇとが位置している。

【0047】

そして、これら複数の第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、上記４つの辺の並び方向に交互に位置している。すなわち、複数の第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、紙面左側の辺から時計回りに、第１当接部４２ｈ、第２当接部４２ａ、第１当接部４２ｂ、第２当接部４２ｃ、第１当接部４２ｄ、第２当接部４２ｅ、第１当接部４２ｆおよび第２当接部４２ｇの順番で位置している。

【0048】

このように、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈの位置と第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇの位置とをずらすことで、これらの位置をずらさない場合（図３において重なるように配置した場合）と比較して、第２支持部材３０から第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇ、枠体４１および第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈを通って第１支持部材２０に至る伝熱経路を長くすることができる。したがって、かかる構成によれば、第２支持部材３０から第１支持部材２０への枠状部材４０を介した熱伝導をさらに抑制することができる。

【0049】

また、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の辺の中央部よりも枠体４１の角部に近い場所に位置している。かかる構成とすることにより、外力に対する耐久性を高めることができる。

【0050】

図１０は、実施形態に係る熱電変換装置１の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。また、図１１は、図１０に示すＸＩ－ＸＩ線矢視における模式的な断面図である。また、図１２は、図１０に示すＸＩＩ－ＸＩＩ線矢視における模式的な断面図である。図１０～図１２では、第１支持部材２０、第２支持部材３０および枠状部材４０のみを示しており、熱電素子１０および樹脂部材５０等は省略される。

【0051】

図１０～図１３に示すように、枠体４１が有する４つの辺のうち、紙面左側の辺には２つの第２当接部４２ａ，４２ｇが位置し、紙面上側の辺には２つの第１当接部４２ｂ，４２ｄが位置していてもよい。また、上記４つの辺のうち、紙面右側の辺には２つの第２当接部４２ｃ，４２ｅが位置し、紙面下側の辺には２つの第１当接部４２ｆ，４２ｈが位置していてもよい。

【0052】

そして、これら複数の第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、紙面左側の辺から時計回りに、第２当接部４２ｇ、第２当接部４２ａ、第１当接部４２ｂ、第１当接部４２ｄ、第２当接部４２ｃ、第２当接部４２ｅ、第１当接部４２ｆ、第１当接部４２ｈの順番で位置している。

【0053】

このように、枠体４１の各辺の並び方向において、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈが位置する辺と、第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇが位置する辺とは、交互に位置していてもよい。かかる構成によれば、図３に示す構成と同様に、第２支持部材３０から第１支持部材２０への枠状部材４０を介した熱伝導をさらに抑制することができる。

【0054】

図１３は、実施形態に係る熱電変換装置１の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。また、図１４は、図１３に示すＸＩＶ－ＸＩＶ線矢視における模式的な断面図である。また、図１５は、図１３に示すＸＶ－ＸＶ線矢視における模式的な断面図である。図１３～図１５では、第１支持部材２０、第２支持部材３０および枠状部材４０のみを示しており、熱電素子１０および樹脂部材５０等は省略される。

【0055】

図１３～図１５に示すように、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈの位置と第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇの位置は、必ずしもずれていることを要しない。たとえば、図１３～図１５に示す例において、第１当接部４２ｂと第２当接部４２ａとは同軸上に位置し（図１４参照）、第１当接部４２ｄと第２当接部４２ｃとは同軸上に位置している（図１５参照）。

【0056】

このように、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の高さ方向に沿って枠状部材４０を見た場合に重なる位置に配置されていてもよい。

【0057】

図１６は、実施形態に係る熱電変換装置１の構成の他の一例を示す模式的な平面図である。また、図１７は、図１６に示すＸＶＩＩ－ＸＶＩＩ線矢視における模式的な断面図である。図１６および図１７では、第１支持部材２０、第２支持部材３０および枠状部材４０のみを示しており、熱電素子１０および樹脂部材５０等は省略される。

【0058】

図１６および図１７に示すように、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１における一対の支持部材２０，３０との対向面４１１上に位置していてもよい。

【0059】

図１８は、実施形態に係る熱電変換装置１の構成の他の一例を示す模式的な断面図である。図１８では、第１支持部材２０、第２支持部材３０および枠状部材４０のみを示しており、熱電素子１０および樹脂部材５０等は省略される。

【0060】

図１８に示すように、凸部４３，４４は、凹部２９,３９に嵌合してもよい。すなわち、断面視において、凸部４３，４４の両側面は、凹部２９，３９の両側面と接触していてもよい。かかる構成によれば、枠状部材４０の平面方向におけるズレを抑制することができる。したがって、たとえば、加熱冷却の効率を高めることができる。また。製品としても信頼性を高めることができる。

【0061】

なお、ここでは、一例として、第１当接部４２ｂの凸部４４および第２当接部４２ｇの凸部４３を図示したが、他の第１当接部４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅも、凹部２９,３９と嵌合する凸部４３，４４を有していてもよい。また、熱電変換装置１は、複数の凸部４３，４４のうち少なくとも１つの凸部４３（または凸部４４）が凹部２９（または凹部３９）と嵌合する構成であってもよい。

【0062】

（その他の実施形態）
上述した実施形態では、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇが、枠体４１の内側または枠体４１の対向面４１１上に位置する場合の例について説明した。これに限らず、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の外側に位置していてもよい。

【0063】

また、上述した実施形態では、枠体４１が有する全ての辺に第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇの少なくとも１つが位置する場合の例について説明した。これに限らず、枠体４１が有する複数の辺には、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇのいずれも位置しない辺があってもよい。

【0064】

また、上述した実施形態では、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇが枠体４１の角部近傍に位置する場合の例について説明した。これに限らず、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の角部よりも枠体４１の辺の中央部に近い場所に位置していてもよい。たとえば、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の辺の中央部に位置していてもよい。また、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇは、枠体４１の角に接するように位置していてもよい。

【0065】

また、上述した実施形態では、枠体４１が平面視において多角形状を有する場合の例について説明したが、枠体４１は、たとえば平面視円環状であってもよい。

【0066】

また、上述した実施形態では、枠体４１が、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈと第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇとを有する場合の例について説明した。これに限らず、枠体４１は、第１当接部４２ｂ，４２ｄ，４２ｆ，４２ｈおよび第２当接部４２ａ，４２ｃ，４２ｅ，４２ｇのうちいずれか一方のみを有する構成であってもよい。

【0067】

上述してきたように、実施形態に係る熱電変換装置（一例として、熱電変換装置１）は、熱電素子（一例として、熱電素子１０）と、熱電素子を挟む一対の支持部材（一例として、支持部材２０，３０）と、熱電素子とともに一対の支持部材に挟まれる枠状部材（一例として、枠状部材４０）とを有する。枠状部材は、枠体（一例として、枠体４１）と、当接部（一例として、当接部４２）とを有する。枠体は、熱電素子を囲む。当接部は、枠体よりも支持部材側に突出しており、枠体における支持部材との対向面よりも面積が小さい当接面（一例として、当接面４２１）を有し、当接面において支持部材と当接する。

【0068】

したがって、実施形態に係る熱電変換装置によれば、熱電素子を挟む一対の支持部材間における熱の移動を抑制することができる。

【0069】

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0070】

１ 熱電変換装置
１０ 熱電素子
１５ 配線導体
２０ 第１支持部材
２９ 凹部
３０ 第２支持部材
３５ 冷却フィン
３９ 凹部
４０ 枠状部材
４１ 枠体
４２ 当接部
４３ 凸部
４４ 凸部
５０ 樹脂部材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】