JP2008034792A - 熱電変換装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】短絡およびマイグレーションの発生が防止された熱電変換装置およびその製造方法を提供する。
【解決手段】複数のＰ型熱電素子１２と複数のＮ型熱電素子１３とが複数の電極部２５、３５によって交互に電気的に直列接続されて構成される直列回路５０と、複数の電極部２５、３５に直接接続されている複数の熱交換素子２６、３６と、これらの熱交換素子２６、３６を突出させるように保持する絶縁板２１、３１とを備えた熱電変換装置において、絶縁板２１、３１から突出する側の熱交換素子２６、３６の表面全体に絶縁用の絶縁層４０を形成すると共に、熱交換素子２６、３６と絶縁板２１、３１とが接触し、且つ、熱交換素子２６、３６の熱媒体側に露出される部位４２に対して、絶縁層４０の外側から覆われる接着剤層２７、３７を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、Ｎ型熱電素子、Ｐ型熱電素子からなる直列回路に直流電流を流通させることで吸熱、放熱が得られる熱電変換装置およびその製造方法に関するものである。

従来この種の熱電変換装置として、例えば特許文献１に示されるものが知られている。この熱電変換装置では、絶縁基板に交互に複数個配列されたＮ型熱電素子とＰ型熱電素子に対して、その片方の端面から突出するように複数の放熱電極部材が、他方の端面から突出するように複数の吸熱電極部材が接合されている。これらの放熱、吸熱電極部材の各々は、Ｕ字状に成形された金属板により構成されて、そのＵ字状の底部において隣接するＮ型熱電素子とＰ型熱電素子とに接合されて、これらの間を電気的に接続する電極部と、この電極部から突出する放熱部、吸熱部とを備えている。

このように、放熱部および吸熱部を、絶縁層を介することなく電極部と接合させて設けることにより、熱交換効率に優れた熱電変換装置を提供することができる。
特開２００６−９３４３７号公報

しかしながら、上記熱電変換装置では、Ｎ型熱電素子、Ｐ型熱電素子からなる直列回路に電圧を印加すると、絶縁されていない、あるいは絶縁が不十分である放熱／吸熱電極部材などの導電部位において短絡やマイグレーションが発生する場合がある。

本発明の目的は、上記問題に鑑み、短絡およびマイグレーションの発生が防止された熱電変換装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明は上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。

請求項１に記載の発明では、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とが複数の電極部（２５、３５）によって交互に直列に接続されて構成される直列回路（５０）と、複数の電極部（２５、３５）に直接接続されている複数の熱交換素子（２６、３６）と、複数の熱交換素子（２６、３６）を突出させるように保持すると共に複数の熱交換素子（２６、３６）間を電気的に絶縁させる絶縁板（２１、３１）とを備え、絶縁板（２１、３１）に対して、熱交換素子（２６、３６）の突出側を流通する熱媒体と熱交換素子（２６、３６）との間で熱交換を行う熱電変換装置において、熱交換素子（２６、３６）の少なくとも突出側の表面全体には、絶縁用の絶縁層（４０）が形成されると共に、熱交換素子（２６、３６）と絶縁板（２１、３１）とが接触し、且つ、熱交換素子（２６、３６）の熱媒体側に露出される部位（４２）に対して、絶縁層（４０）の外側から覆われる接着剤層（２７、３７）が設けられたことを特徴としている。

熱交換素子（２６、３６）の表面全体に絶縁層（４０）を形成することにより、隣り合う熱交換素子（２６、３６）の接触による短絡や、熱媒体の冷却時に結露して付着した水滴等によって発生するイオンマイグレーションを防止することができる。

また、熱交換素子（２６、３６）と絶縁板（２１、３１）とが接触し、且つ、熱交換素子（２６、３６）の熱媒体側に露出される部位（４２）のように、絶縁層（４０）の形成が困難な部位に対して、接着剤層（２７、３７）を設けることにより、絶縁機能を完全なものとすることができるので、短絡やイオンマイグレーションの発生を確実に防ぐことが可能となり、熱電変換装置（１００）の信頼性を向上させることができる。

請求項１に記載の発明において、絶縁層（４０）は、請求項２に記載の発明のように、電着塗装によって形成される電着塗装層とすることができる。これによれば、複雑な形状のものにでも均一な膜厚でピンホールのない絶縁層（４０）を形成することが可能である。

また、絶縁層（４０）は、請求項３、請求項４に記載の発明のように、蒸着によって形成される蒸着層としたり、絶縁性塗料の塗布によって形成される塗料塗布層としても良い。

接着剤層（２７、３７）は、請求項５に記載の発明のように、安価で、可撓性を有するエポキシ系接着剤、またはシリコン系接着剤を用いて好適である。

更に、請求項６に記載の発明では、接着剤層（２７、３７）は、熱交換素子（２６、３６）と絶縁板（２１、３１）との隙間をシールするように設けられたことを特徴としている。

これにより、熱媒体の冷却時に結露して熱交換素子（２６、３６）に付着した水滴が熱電素子（１２、１３）側に浸入することを確実に防止することができ、熱電素子（１２、１３）側で短絡およびイオンマイグレーションが発生することを防止することができる。

請求項７に記載の発明では、接着剤層（２７、３７）は、複数の熱交換素子（２６、３６）の突出側において絶縁板（２１、３１）の表面全体を覆っていることを特徴としている。

これにより、複数の熱交換素子（２６、３６）の熱媒体側に露出される部位（４２）に対して、絶縁板（２１、３１）の表面全体に接着剤を流し込むことで、一箇所ずつ設けるような手間を不要として、一度に接着剤層（２７、３７）を設けることが可能となる。

請求項８に記載の発明では、絶縁板として、複数の熱交換素子（２６、３６）を複数の電極部（２５、３５）への接続側において保持する第１板（２１、３１）を備えることを特徴としている。

これにより、熱交換素子（２６、３６）に結露などにより付着した水滴が熱電素子（１２、１３）側に浸入することを確実に防止することができる。よって、このような水滴の浸入によって熱電素子（１２、１３）側で短絡およびマイグレーションが発生することを防止することができる。

絶縁板としては、上記請求項８に記載の発明のように、複数の熱交換素子（２６、３６）を複数の電極部（２５、３５）への接続側において保持する第１板（２１、３１）を備えるのに加えて、請求項９に記載の発明のように、複数の熱交換素子（２６、３６）を複数の電極部（２５、３５）への接続側の反対側において保持する第２板（２３、３３）を備えるように構成してもよい。あるいは、第１板（２１、３１）を備えることなく第２板（２３、３３）のみを備える構成とすることもできる。

このような第２板（２３、３３）を設けることで、熱交換素子（２６、３６）が電極部（２５、３５）への接続側の反対側、つまり熱交換素子（２６、３６）の先端側において、熱交換素子（２６、３６）間が接触することを防止して、これらの間を絶縁することができる。また、第２板（２３、３３）と熱交換素子（２６、３６）とが接触する部位で、熱交換素子（２６、３６）の熱媒体側に露出する部位（４３）において、絶縁層（４０）を形成することが困難である場合も、絶縁層（４０）の外側から覆うように接着剤層（２９、３９）を設けることで、熱交換素子（２６、３６）の先端側における絶縁を完全なものとすることができる。

請求項１０に記載の発明のように、熱交換素子（２６、３６）に接触させて、あるいは近傍に配設された温度センサ（７０）、およびこの温度センサ（７０）に接続された配線（７１）を備えている場合には、配線（７１）の表面全体に絶縁用の配線絶縁層（４８）を形成するとよい。このような配線絶縁層（４８）は、熱交換素子（２６、３６）の表面に絶縁層（４０）を形成する際に、同時に形成することが可能であり、また、このような配線絶縁層（４８）を形成することで、温度センサ（７０）の配線（７１）が被水した場合でも短絡およびマイグレーションの発生を防止することができる。

上記配線絶縁層（４８）は、請求項１１に記載の発明のように、電着塗装によって形成される電着塗装層とするのがよい。

また、本発明の熱電変換装置においては、請求項１２に記載の発明のように、例えば、電極部（２５、３５）が熱交換素子（２６，３６）と一体に形成された構成とすることができる。これにより、熱交換素子（２６、３６）と別体の電極部材を備える場合に比較して、少ない部品数で熱電変換装置を構成することができる。

請求項１３に記載の発明では、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とが複数の電極部（２５、３５）によって交互に直列に接続されて構成される直列回路（５０）と、複数の電極部（２５、３５）に直接接続されている複数の熱交換素子（２６、３６）と、複数の熱交換素子（２６、３６）を突出させるように保持すると共に複数の熱交換素子（２６、３６）間を電気的に絶縁させる絶縁板（２１、３１）とを備え、絶縁板（２１、３１）に対して、熱交換素子（２６、３６）の突出側を流通する熱媒体と熱交換素子（２６、３６）との間で熱交換を行う熱電変換装置の製造方法において、絶縁板（２１、３１）に保持された複数の熱交換素子（２６、３６）に直接接続された複数の電極部（２５、３５）によって、複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とが交互に直列に接続されて構成された直列回路（５０）を有する熱電変換モジュール（２００）を構成するモジュール構成工程と、熱交換素子（２６、３６）の少なくとも突出側の表面全体に、絶縁用の絶縁層（４０）を形成する絶縁層形成工程と、熱交換素子（２６、３６）と絶縁板（２１、３１）とが接触し、且つ、熱交換素子（２６、３６）の熱媒体側に露出される部位（４２）に対して、絶縁層（４０）の外側から覆うように接着剤層（２７、３７）を設ける接着剤層形成工程とを備えたことを特徴としている。

これにより、請求項１に記載の熱電変換装置（１００）を製造するための方法とすることができる。

請求項１４に記載の発明では、絶縁層形成工程において、電着塗装によって絶縁層（４０）を形成することを特徴としている。

モジュール構成工程において熱電変換モジュール（２００）を構成してから、この熱電変換モジュール（２００）に対して絶縁層形成工程において電着塗装を施すことにより、熱電変換モジュール（２００）の直列回路（５０）の両端に電圧を印加したときに電位が作用する熱交換素子（２６、３６）の表面に選択的に絶縁層（４０）を形成することが可能であり、また、熱交換素子（２６、３６）の表面全体に一度で絶縁層（４０）を形成することが可能である。これにより、熱交換素子（２６、３６）の形状に沿ってピンホールのない均一な絶縁層（４０）を効率的に形成して、熱電変換装置（１００）内部での導電部位における短絡およびマイグレーションの発生を防止することができる。

また、絶縁板（２１、３１）の表面には電着塗装の際に膜が形成されないため、絶縁板（２１、３１）と熱交換素子（２６、３６）とが接触し、且つ、熱媒体側に露出される部位（４２）には電着塗装により絶縁層（４０）を形成することが困難である。そこで、絶縁層形成工程の後に、接着剤層形成工程において絶縁板（２１、３１）と熱交換素子（２６、３６）とが接触し、且つ、熱媒体側に露出される部位（４２）を絶縁層（４０）の外側から覆うように接着剤層（２７、３７）を設けることにより、熱交換素子（２６、３６）の絶縁が完全となり、熱電変換装置（１００）内部での短絡およびマイグレーションの発生を確実に防ぐことが可能となる。

なお、請求項１５〜請求項２４に記載の発明は、上記請求項３〜請求項１２に記載の発明の熱電変換装置の製造方法に関するものであり、その技術的意義は上記請求項３〜請求項１２に記載の熱電変換装置と本質的に同じである。

因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

（第１実施形態）
本発明の第１実施形態における熱電変換装置を図１〜図６に示し、まず、その構成について図１〜図５を用いて説明する。図１は熱電変換装置１００の全体構成を示す模式図であり、図２は図１に示す矢印IIで示す方向から見た矢視図、図３は熱電変換装置１００の主要部となる熱電変換モジュール２００の構成を示す分解構成図、図４は熱電変換モジュール２００の構成を示す図１中のIV−IV部における断面図、図５は図４におけるＶ部の詳細を示す拡大図である。

本熱電変換装置１００は、図１に示すように、熱電素子基板１０、吸熱電極基板２０、放熱電極基板３０を有する熱電変換モジュール２００が、一対のケース部材２８、３８からなるケースに収納されて構成されている。

熱電素子基板１０は、図１〜図４に示すように、保持板である第１絶縁基板１１と、複数のＰ型熱電素子１２、Ｎ型熱電素子１３からなる熱電素子群とを有して、これらにより一体に構成されている。具体的には、平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる第１絶縁基板１１に、ほぼ碁盤目状に複数の嵌合孔が形成されて、この嵌合孔にＰ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３とが交互に配列されている。

Ｐ型熱電素子１２はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＰ型半導体により構成され、Ｎ型熱電素子１３はＢｉ−Ｔｅ系化合物からなるＮ型半導体により構成された極小部品であって、これらは、その上端面、下端面が第１絶縁基板１１よりも突き出すように構成されている。本実施形態においては、１．５ｍｍ角ほどの大きさのＰ型熱電素子１２、Ｎ型熱電素子１３（以下、両者を熱電素子１２、１３と表示する）が１２０組ほど第１絶縁基板１１に保持されている。

つぎに、吸熱電極基板２０は、図１、図３、および図４に示すように、複数個の吸熱電極部材２２が平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる保持板である第２絶縁基板２１（本発明の絶縁板および第１板に対応）および固定板２３（本発明の絶縁板および第２板に対応）に一体構成されたものであり、放熱電極基板３０は、複数個の放熱電極部材３２が平板状の絶縁材料（例えば、ガラスエポキシ、フェノール樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＬＣＰ樹脂もしくはＰＥＴ樹脂など）からなる保持板である第３絶縁基板３１（本発明の絶縁板および第１板に対応）および固定板３３（本発明における第２板に対応）に一体構成されたものである。

具体的には、第２絶縁基板２１、固定板２３、もしくは第３絶縁基板３１、固定板３３にほぼ碁盤目状に複数の嵌合孔が形成されて、この嵌合孔に吸熱電極部材２２、放熱電極部材３２（以下、両者を電極部材２２、３２と表示する）が保持されている。これにより、隣り合う電極部材２２、３２同士は、互いに電気的に絶縁するように、所定の隙間を設けてほぼ碁盤目状に配設されている。

電極部材２２、３２は、銅材などの導電性金属からなる薄肉の板材を用いて、図４に示すように、断面がほぼＵ字状となるように構成されている。Ｕ字状の底部は平面状の吸熱電極部２５、放熱電極部３５（本発明の電極部に対応し、以下、両者を電極部２５、３５と表示する）を形成しており、その電極部２５、３５から外方に延出された平面にルーバを備える熱交換部（吸熱部）２６、熱交換部（放熱部）３６（本発明の熱交換素子に対応し、以下、両者を熱交換部２６、３６と表示する）を形成している。この吸熱、放熱電極部材２２、３２を形成する板材として、板厚が０．２〜０．３ｍｍであるものを選択すると、加工性の向上が図れるため望ましい。

電極部材２２、３２は、その電極部２５、３５において熱電素子基板１０の熱電素子１２、１３にはんだ接合されている。具体的には、図１、図３および図４に示すように、吸熱電極部材２２は熱電素子１２、１３の上端面に接合されており、放熱電極部材３２は熱電素子１２、１３の下端面に接合されている。

電極部２５、３５は、熱電素子基板１０に配列された熱電素子群のうち、隣接するＰ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３との間を電気的に接続する電極である。具体的には、吸熱電極部２５は、図１に示すように、隣接するＮ型熱電素子１３からＰ型熱電素子１２に向けて電流が流れるように熱電素子１３、１２間を接続しており、放熱電極部３５は、隣接するＰ型熱電素子１２からＮ型熱電素子１３に向けて電流が流れるように熱電素子１２、１３間を接続している。これにより、全ての熱電素子１２、１３が直列に接続されて、直列回路５０が形成されている。

また、熱交換部２６、３６は、電極部２５、３５からの吸熱、放熱を伝えて、熱交換部（吸熱部）２６に接触する流体から吸熱する、あるいは熱交換部（放熱部）３６に接触する流体へ放熱するためのフィンであり、電極部２５、３５から延出する平面に切り起こしなどの成形加工により形成されている。このように、本実施形態においては、熱交換部２６、３６と電極部２５、３５とは、共に電極部材２２、３２の一部分として一体に形成されている。

なお、電極部材２２、３２は、その電極部２５、３５が、第２絶縁基板２１、もしくは第３絶縁基板３１（以下、両者を絶縁基板２１、３１と表示する）から熱電素子１２、１３側に僅かに突き出すように構成されており、従って、熱交換部２６、３６が熱電素子１２、１３側にはみ出さないようになっている。また、電極部材２２、３２は、その先端部において固定板２３、もしくは固定板３３（以下、両者を固定板２３、３３と表示する）に保持されており、電極部材２２、３２の先端が固定板２３の上面あるいは固定板３３の下面から僅かに突き出すように構成されている。

熱電素子１２、１３が電極部２５、３５によって接続されて形成される直列回路５０において、その末端に配設される熱電素子１２、１３（図１および図３中における左右端の熱電素子１２ａ、１３ａ）には、それぞれ接続端子２４ａ、２４ｂが設けられ、この接続端子２４ａ、２４ｂには、図示しない直流電源の正側端子と負側端子とがそれぞれ接続されるようになっている。

以上のように構成された熱電変換モジュール２００において、上記のように接続端子２４ａに電圧を印加すると、直流電流がＰ型熱電素子１２ａから放熱電極部３５を介して隣接するＮ型熱電素子１３に流れ、さらに、このＮ型熱電素子１３から吸熱電極部２５を介してＰ型熱電素子１２に流れるというようにして、両端の熱電素子１２ａ、１３ａの間の直列回路５０に直流電流が流れる。

このときに、ＰＮ接合部に配設された放熱電極部３５は、ペルチェ効果によって高温の状態となり、ＮＰ接合部に配設された吸熱電極部２５は低温の状態となる。そして、放熱電極部３５からの熱は放熱電極部材３２の熱交換部３６に伝わり、熱交換部３６に接触される冷却流体（熱媒体であり、後述する空気）に対して放熱される。また、吸熱電極部２５からの吸熱は吸熱電極部材２２の熱交換部２６に伝わり、熱交換部２６に接触される被冷却流体（熱媒体であり、後述する空気）から吸熱される。

従って、図１に示すように、熱電素子基板１０を区画壁として、ケース部材２８、３８により、熱電素子基板１０の両側の吸熱電極部材２２側と放熱電極部材３２側とに送風通路をそれぞれ形成して、その送風通路に空気（熱媒体）を流通することで、熱交換部２６、３６と空気との間で熱交換され、これにより、吸熱電極部材２２側通路を流通する空気が冷却され、放熱側電極部材３２側通路を流通する空気が加熱される。

このとき、本熱電変換装置１００においては、上記のように熱交換部２６、３６が、直列回路５０の吸熱部位、放熱部位である電極部２５、３５と絶縁されることなく繋がっていることにより、高い熱交換効率を得ることができる。しかし、接続端子２４ａ、２４ｂに電圧が印加されたときには、熱電素子１２、１３によって形成される直列回路５０に電位が作用するだけでなく、熱交換部２６、３６など、この直列回路５０と絶縁されることなく接続されている導電部位全体に電位が作用する。

そこで、本熱電変換装置１００においては、熱電変換モジュール２００の接続端子２４ａ、２４ｂに電圧を印加したときに電位が作用する導電部位の表面全体に、図５に示すように、短絡の発生を防止するための絶縁膜４０（本発明の絶縁層に対応）を形成している。この絶縁膜４０は電着塗装によって形成されるもので、熱電変換装置１００の外周部の隙間１７を接着剤で封止する工程の前で電着塗装を実施することにより、電極部材２２、３２の熱交換部２６、３６の表面、熱電素子１２、１３の側面、電極部２５，３５と熱電素子１２、１３との間のはんだ接合部４５の側面など、直列回路５０と絶縁されることなく接続されている導電部位の露出している表面全体に、それらの形状に沿って万遍なく絶縁膜４０が形成されている。また、熱電変換装置１００の外周部の隙間１７を接着剤で封止する工程の後に電着塗装を実施する場合には、電極部材２２、３２の熱交換部２６、３６の表面全体に、それらの形状に沿って万遍なく絶縁膜４０が形成されることになるが、いずれの場合にも直列回路５０と絶縁されることなく接続されている導電部位を絶縁することは可能である。本実施形態では、絶縁膜４０はエポキシ樹脂系の塗料により形成されており、その膜厚は１０〜２０μｍほどとなっている。

なお、図５では、吸熱電極基板２０における第２絶縁基板２１と吸熱電極部材２２との接触部分の詳細を示しているが、放熱電極基板３０における第３絶縁基板３１と放熱電極部材３２との接触部分についても同様の構成となっている。

さらに、絶縁基板２１、３１の熱電素子基板１０と反対側の表面（以下、絶縁基板２１、３１の空気側表面と呼ぶ）には、図１、および図３〜図５に示すように、第１接着剤層２７、第２接着剤層３７（本発明の接着剤層に対応し、以下、両者を接着剤層２７、３７と表示する）がそれぞれ形成されており、これらの接着剤層２７、３７は、図４に示すように、電極部材２２、３２の絶縁基板２１、３１との嵌合部分の内側（電極部２５、３５の背面側）にまで渡って、第２絶縁基板２１の熱交換部２６側表面の全面、第３絶縁基板３１の熱交換部３６側表面の全面に形成されている。本実施形態では、接着剤層２７、３７はエポキシ樹脂系の接着剤より形成されており、厚さ０．５〜１ｍｍほどの層となっている。

なお、接着剤層２７、３７が形成される前段階で見た場合に、絶縁基板２１、３１と、熱交換部２６、３６（電極部材２２，３３の根元部分）との接触部分で、且つ、熱交換部２６、３６の空気側に露出される露出部位４２においては、図５に示すように、接着剤層２７、３７は絶縁膜４０を外側から覆うように形成されており、これらの接着剤層２７、３７により、熱交換部２６、３６において電着塗装により絶縁膜４０が形成されにくい絶縁基板２１、３１付近の露出部位４２の絶縁が補強されて完全なものとなっている。また、接着剤層２７、３７は、絶縁基板２１、３１と、熱交換部２６、３６との間の隙間にも充填されて、シール材として熱電素子基板１０側への水滴などの浸入を防止している。

つぎに、以上の構成による熱電変換装置１００の製造方法について、図１、および図３〜図６に基づいて説明する。本製造方法は、モジュール構成工程、絶縁層形成工程、接着剤層形成工程を備えており、図３は主にモジュール構成工程を示しており、図６は絶縁層形成工程を示している。

モジュール構成工程においては、まず、第１絶縁基板１１にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔にＰ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３とを交互に配列して接着剤で固定し、これにより熱電素子基板１０を構成する。このとき、第１絶縁基板１１への熱電素子１２、１３の組み付けは、例えば、半導体、電子部品などを制御基板に組み付けるための製造装置であるマウンタ装置を用いて行うことができる。

一方、第２絶縁基板２１にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔に吸熱電極部材２２の根元部分が保持されるように嵌合させ、さらに吸熱電極部材２２の先端部を固定板２３に形成された嵌合孔に嵌合させて、吸熱電極基板２０を構成する。

同様に、第３絶縁基板３１にほぼ碁盤目状に形成された複数の嵌合孔に放熱電極部材３２の根元部分が保持されるように嵌合させ、さらに放熱電極部材３２の先端部を固定板３３に形成された嵌合孔に嵌合させて、放熱電極基板３０を構成する。

このとき、電極部材２２、３２は、その電極部２５、３５が、絶縁基板２１、３１から僅かにはみ出すように構成される。また、電極部材２２、３２はその先端部において固定板２３、３３の嵌合孔に保持され、電極部材２２、３２の先端が固定板２３の上面あるいは固定板３３の下面とから僅かに突き出すように構成される。

なお、電極部材２２、３２は、例えば、平板状の金属板をプレス加工などによりほぼＵ字状に形成して、その底部に平面状からなる電極部２５、３５を形成し、さらに、その電極部２５、３５から外方に延出された平面をルーバ状に成形加工することにより、前もって構成される。

つぎに、図３に示すように、吸熱電極基板２０と放熱電極基板３０との間に熱電素子基板１０を挟んで組み合わせることにより、熱電変換モジュール２００を構成する。具体的には、電極部材２２、３２の電極部２５、３５を、その接合部において、熱電素子１２、１３の上端面もしくは下端面にはんだ付けにより接合することにより、電極部材２２、３２と熱電素子１２、１３の間を接合する。このとき、予め熱電素子１２、１３の上面もしくは下面にペーストハンダなどをスクリーン印刷で薄く均一に塗っておいて、電極部２５、３５をはんだ付けで接合する。

以上のようにして構成された熱電変換モジュール２００に対して、絶縁層形成工程において、電着塗装を施すことより、接続端子２４ａ、２４ｂに電圧を印加した場合に電位が作用する導電部位の表面全体に絶縁膜４０を形成する。具体的には、図６に示すように、エポキシ樹脂系塗料の溶液を入れた槽の中に熱電変換モジュール２００を浸漬して、接続端子２４ａ、２４ｂのいずれか片方に陰極として電圧をかける。このようにして熱電変換モジュール２００に塗料を塗布した後、これを１８０〜１９０度程度に加熱して、塗料を焼き付けることにより塗膜（絶縁膜）４０を形成する。

これにより、図５に示すように、電極部材２２、３２の表面、熱電素子１２、１３の側面、はんだ接合部４５の側面など、接続端子２４ａ、２４ｂに電圧を印加した場合に電位が作用する導電部位の表面に選択的に塗料が塗布されて、その結果、そのような導電部位の表面全体に渡って、それらの形状に沿って万遍なくピンホールのない絶縁膜４０が形成される。本実施形態においては、上記のように、厚さ１０〜２０μｍほどの絶縁膜４０が形成される。

なお、本実施形態では、電着塗装の際に熱電変換モジュール２００の接続端子２４ａ、２４ｂのいずれか片方に陰極として電圧を印加したが、これに限らず、熱電変換モジュール２００の両端子２４ａ、２４ｂに電圧を印加した場合に電位が作用する導電部位であれば、どこに電圧を印加しても、同様に電着塗装が可能である。また、本実施形態においては、熱電変換モジュール２００に陰極として電圧を印加して電着塗装を実施したが、用いる塗料などに応じて、陽極として電圧を印加する場合もある。

つぎに、接着剤層形成工程において、絶縁基板２１、３１の空気側の表面に、図１、図４および図５に示すような、接着剤層２７、３７を形成する。具体的には、エポキシ樹脂系の接着剤をディスペンサにより絶縁基板２１、３１上に注入し、高温槽に入れて接着剤を硬化させることにより、接着剤層２７、３７を形成する。本実施形態においては、上記のように、厚さ２〜３ｍｍほどの接着剤層２７、３７が形成される。

さらに、図１および図４に示すように、絶縁基板２１、３１の外周部における熱電素子基板１０との間の隙間１７にも接着剤を塗布して、熱電素子基板１０側への水滴などの浸入を防止するためのシールを完成させる。

最後に、熱電変換モジュール２００の上方側、下方側にそれぞれケース部材２８、３８を組み付けて、空気が流通する送風通路を形成する。このとき、電極部材２２、３２の先端部（固定板２３、３３）とケース部材２８、３８との間の隙間には、図示しないパッキンが充填されて、これによりケース２８、３８内で熱電変換部モジュール２００の位置が固定されている。

以上のように、本実施形態の熱電変換装置１００においては、接続端子２４ａ、２４ｂに電圧を印加したときに電位が作用する導電部位の表面全体に電着塗装により絶縁膜４０が形成されている。このような絶縁膜４０は、熱電変換モジュール２００をまず構成して、これに電着塗装を施すことで、絶縁が必要な導電部位に選択的に形成することが可能であり、また、そのような導電部位全体に一度に形成することが可能である。電着塗装によると、熱交換部２６、３６のような複雑な形状のものにも均一でピンホールのない絶縁膜４０を形成することができ、これにより隣り合う熱交換部２６、３６の接触による短絡や、空気の冷却時に結露して付着した水滴等によって発生するイオンマイグレーションを防止することができる。

さらに、本実施形態の熱電変換装置１００においては、電着塗装により絶縁膜４０を形成することが困難となる熱交換部２６、３６における露出部位４２付近においては、この露出部位４２を絶縁層４０の外側から覆うように接着剤層２７、３７を形成して、絶縁層４０を補強している。これにより、本熱電変換装置１００内において必要な導電部位の絶縁が完全となり、熱電変換装置１００内部での短絡およびマイグレーションの発生を確実に防ぐことができる。

また、接着剤層２７、３７の形成に当たって、エポキシ樹脂系の接着剤を用いるようにしているので、安価な対応ができる。そして、エポキシ樹脂系の接着剤においては、可撓性を有するものを広く選定可能であり、接着剤層２７、３７に適したものとして対応が容易となる。

また、接着剤層２７、３７は、熱交換部２６、３６と絶縁基板２１、３１との隙間をシールするようにしているので、空気の冷却時に結露して熱交換部２６、３６に付着した水滴が熱電素子１２、１３側に浸入することを確実に防止することができ、熱電素子１２、１３側で短絡およびイオンマイグレーションが発生することを防止することができる。

また、接着剤層２７、３７が、絶縁基板２１、３１の空気側の表面全体を覆うように形成されるようにしている。これにより、複数の熱交換部２６、３６の空気側に露出される露出部位４２に対して、絶縁基板２１、３１の表面全体に接着剤を流し込むことで、一箇所ずつ設けるような手間を不要として、一度に接着剤層２７、３７を設けることが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７および図８に示す。図７は本実施形態における熱電変換装置の主要部となる熱電変換モジュール２００ａの構成を示している。上記第１実施形態では電極部材２２、３２を根元部分でそれぞれ保持している絶縁基板２１、３１の表面に、それぞれ接着剤層２７、３７を設けたが、これに対して、本実施形態においては、図７に示すように、接着剤層２７、３７に加えて、電極部材２２、３２を先端部で保持している固定板２３、３３の表面にも、それぞれ第３接着剤層２９、第４接着剤層３９（本発明の接着剤層に対応し、以下、両者を接着剤層２９、３９と表示する）を設ける。

第３接着剤層２９は、固定板２３の熱交換部２６側表面の全体に渡って形成されており、第４接着剤層３９は、固定板３３の熱交換部３６側表面の全体に渡って形成されている。本実施形態においては、接着剤層２９、３９の厚さは０．５〜１ｍｍほどとなっている。

図８は図７におけるVIII部の詳細を示す拡大図である。ここに示すように、接着剤層２９、３９が形成される前段階で見た場合に、熱交換部２６の先端部分と固定板２３との接触部分で、熱交換部２６の空気側に露出される露出部位４３に対して、第３接着剤層２９は、絶縁膜４０を外側から覆うようにして表面全体に形成されており、これにより、熱交換部２６において電着塗装により絶縁膜４０が形成されにくい部分の絶縁が補強されて完全なものとなっている。

なお、図８では、熱交換部２６の露出部位４３を示しているが、放熱部３６側における露出部位４３についても同様の構成となっている。

接着剤層２９、３９は、上記第１実施形態と同様の接着剤層形成工程において、接着剤層２７、３７が形成される際に、併せて形成される。具体的には、接着剤層２９、３９は、固定板２３、３３の表面にエポキシ樹脂系のシール剤を塗布して、これを硬化させることにより形成される。

本実施形態の熱電変換装置におけるその他の構成、およびその製造方法における上記以外の工程については、上記第１実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態では、電極部材２２、３２をその先端側において保持する固定板２３、３３においても、その電極部材２２、３２側の表面全体に接着剤層２９、３９を設けることにより、電着塗装により絶縁層４０が形成されにくい電極部材２２、３２先端部の固定板２３、３３との露出部位４３付近における絶縁を補強して、電極部材２２、３２の先端側における絶縁を完全なものとすることができる。これにより、熱電変換装置内部での短絡およびイオンマイグレーションの発生をより確実に防ぐことができる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態における熱電変換装置の主要部となる熱電変換モジュール２００ｂの構成を図９に示す。ここに示すように、本熱電変換装置では、上記第１実施形態と同様の構成の熱電変換装置に対して、その固定板２３の吸熱電極部材２２と反対側の表面上にサーミスタ７０（本発明の温度センサに対応）を追加配設している。

サーミスタ７０は、固定板２３上において吸熱電極部材２２の先端部と接触するように設けられており、さらに、このサーミスタ７０を外部の制御装置（図示せず）と接続するためのリード７１（本発明の配線に対応）が固定板２３上に配設されている。このリード７１は導電性金属の線材により構成されており、リード７１の表面全体には、後述のように電着塗装により、絶縁膜４８（本発明の配線絶縁層に対応）が形成されている。

サーミスタ７０は、上記第１実施形態と同様のモジュール構成工程において、接着剤などによって固定板２３上に固定され、また、リード７１は固定板２３上にはんだ付けされる。

そして、上記第１実施形態と同様の絶縁層形成工程において、熱電変換モジュール２００ｂに絶縁膜４０を形成する際に、熱電変換モジュール２００ｂの接続端子（図示せず）の一方に陰極として電圧を印加するだけでなく、サーミスタ７０のリード７１にも陰極として電圧を印加して、電着塗装を実施することにより、熱電変換モジュール２００ｂの導電部位に絶縁膜４０を形成すると同時に、サーミスタ７０のリード７１にも上記絶縁膜４８を同時に形成することができる。

なお、本実施形態の熱電変換装置におけるその他の構成、およびその製造方法における上記以外の工程については、上記第１実施形態と同様である。

また、本実施形態においては、サーミスタ７０を吸熱電極部材２２に接触させて配設したが、これに限らず、本熱電変換装置の用途に応じて、サーミスタ７０を吸熱電極部材２２の近傍に配設してもよいし、あるいは放熱電極部材３２側に配設してもよい。

このように、熱電変換モジュール２００ｂがサーミスタ７０およびリード７１を備えている場合には、熱電変換モジュール２００ｂ内の導電部位の表面全体に電着塗装により絶縁膜４０を形成する際に、熱電変換モジュール２００ｂに配設されているサーミスタ７０のリード７１にも同時に絶縁膜４８を形成することが可能である。このようにしてサーミスタ７０のリード７１に絶縁膜４８を形成することで、リード７１が被水した場合でも、短絡およびイオンマイグレーションの発生を防止することができる。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図１０および図１１に示す。第４実施形態は、上記第１実施形態に対して、絶縁膜を変更したものである。

本実施形態の絶縁膜４１は、熱電素子基板１０、吸熱電極基板２０、放熱電極基板３０を熱電変換モジュール２００ｃの形に組付けた状態で、この熱電変換モジュール２００ｃの表面全体に蒸着により樹脂の皮膜をコーティングすることで形成されるようにしている。即ち、熱電変換モジュール２００ｃを蒸着槽に入れ真空にした後に、例えばポリイミド樹脂等の蒸気を充填することで、ポリイミドの薄膜をコーティングして、絶縁膜４１としている。

上記蒸着による絶縁膜４１は、第１実施形態での電着塗装による絶縁膜４０と同様に、熱電変換装置１００の外周部をの隙間１７を接着剤で封止する工程の前で蒸着を実施するか、封止した後の工程で蒸着を実施するかによって、熱電変換モジュール２００ｃの内部側（熱電素子１２、１３の側面、はんだ接合部４５の側面）に絶縁膜４１が形成されるか、形成されないかが決まる。しかしながら、第１実施形態での電着塗装による絶縁膜４０と異なり、絶縁基板２１、３１の空気側となる表面全体に絶縁膜４１が形成され、直交するように熱交換部２６、３６の表面に連続して絶縁層４１が形成される。

そして、第１実施形態と同様に絶縁膜４１の外側に接着剤層２７、３７が形成されている。接着剤層２７、３７は、熱交換部２６、３６の露出部位４２近傍を覆うようにして絶縁基板２１、３１の空気側となる表面全体、および熱交換部２６、３６の内側に形成されている。露出部位４２は、第１実施形態と同様に、絶縁膜４１、接着剤層２７、３７が形成される前段階で見た場合に、熱交換部２６、３６と、絶縁基板２１、３１とが接触して、且つ、熱交換部２６、３６が空気側に露出される部位を意味している。

上記のように絶縁基板２１、３１と熱交換部２６、３６との両者に連続して形成される絶縁膜４１においては、熱電変換装置が使用される環境下での振動による応力や、温度変化に伴う冷熱繰り返しによる応力が露出部位４２の近傍に発生し易く、クラックが発生するおそれがある。クラックが発生すると、熱交換部（吸熱部）２６で生成された水滴が熱交換部２６、更には熱電素子１２、１３に至り、短絡やイオンマイグレーションの発生原因となる。

しかしながら、本実施形態では、その露出部位４２近傍を外側から覆うように接着剤層２７、３７を設けるようにしているので、絶縁膜４１に対する補強を果たし、クラックの発生を防止して、短絡、イオンマイグレーションの発生を防止することができる。特に、接着剤層２７，３７を可撓性を有する接着剤で形成した場合に、クラックの発生防止効果が著しい。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図１２および図１３に示す。第５実施形態は、上記第１実施形態に対して、絶縁基板２１、３１と電極部材２２、３２との組付け方法を変更したものである。

吸熱電極基板２０、および放熱電極基板３０において、絶縁基板２１、３１と、電極部材２２、３２とは、インサート成形により一体的に形成されるようにしている。よって、絶縁基板２１、３１は、Ｕ字状に形成される電極部材２２、３２の内側にも入り込んで、電極部材２２、３２保持用の嵌合孔を有さない一枚の板のように形成されている。

絶縁膜４０は、電着塗装によって、絶縁基板２１、３１の空気側で、電極部材２２、３２（熱交換部２６、３６）の表面全体に形成されている。上記のように、絶縁基板２１、３１と、電極部材２２、３２とがインサート成形によって一体的に形成されていることから、熱交換部２６、３６における露出部位４２は、Ｕ字状の電極部材２２、３２の外側と内側とに形成される。

そして、絶縁基板２１、３１の空気側の表面全体に接着剤層２７、３７が形成されて、両露出部位４２は、接着剤層２７、３７によって外側から覆われるようになっているため、接着剤層２７、３７により、熱交換部２６、３６において電着塗装により絶縁膜４０が形成されにくい絶縁基板２１、３１付近の露出部位４２の絶縁が補強されて完全なものとなっている。

なお、本実施形態では、絶縁基板２１、３１と、電極部材２２、３２とがインサート成形によって一体的に形成されており、絶縁基板（２１、３１）を形成する樹脂材料が電極部材２２、３２の表面にアンカー効果によって接着して、絶縁基板２１、３１と電極部材２２、３２との間のシールを行うので、接着剤によって両者（２１、３１、２２、３２）の間をシールする必要はない。

（その他の実施形態）
上記各実施形態においては、電極部材２２、３２の電極部２５、３５により直接、Ｐ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３との間を接続する構成であったが、これに代えて、図１４に示すように、電極部材２２、３２とは別体の電極部材１６（本発明の電極部に対応）を設けて、これにより隣接するＰ型熱電素子１２とＮ型熱電素子１３との間を接続する構成であってもよい。

この場合、この電極部材１６に、電極部材２２、３２の電極部２５、３５が接合される。具体的には、上記第１実施形態と同様のモジュール構成工程において、まず熱電素子基板１０の組み付けの際に、第１絶縁基板１１に熱電素子１２、１３を組み付けた後に、熱電素子１２、１３の上端面および下端面に電極部材１６をはんだ付けにより接合させて、熱電素子基板１０を完成させる。そして、熱電素子基板１０に吸熱電極基板２０および放熱電極基板３０を接合させて熱電変換モジュール２００ｅを構成する際に、電極部材２２、３２の電極部２５、３５を電極部材１６に接合させる。なお、電極部材１６は、平板状の銅材などの導電性金属によって形成される。

このように構成された熱電変換モジュール２００ｅに対して、上記第１実施形態の絶縁層形成工程と同様にして電着塗装を実施すると、熱交換部２６、３６の表面や熱電素子１２、１３の側面に絶縁膜４０が形成されると共に、熱電素子１２、１３と電極部材１６との間のはんだ接合部側面、電極部材１６の側面、電極部材２２、３２の電極部２５、３５と電極部材１６との間のはんだ接合部側面にも絶縁膜４０が形成される。

このように電極部材２２、３２とは別体の電極部材１６を設ける構成によると、熱電素子基板１０を完成した段階において、熱電素子１２、１３が電極部材１６によって接続されることにより直列回路５０が形成されているため、熱電素子１２、１３と電極部材１６との間における導通不良など、直列回路５０の電気的な検査が、熱電変換モジュール２００ｅを構成する前の熱電素子基板１０のみ状態で容易に行なうことができる。

上記第１実施形態においては、電極部材２２、３２は、絶縁基板２１、３１と、固定板２３、３３とにより、根元部分と先端部分の両方において保持されていたが、これに限らず、固定板２３、３３を取り除いて、電極部材２２、３２は、その根元部分においてのみ絶縁基板２１、３１により保持されている構成としてもよい。あるいは、上記第２実施形態における絶縁基板２１、３１を取り除いて、電極部材２２、３２は、その先端部分においてのみ固定板２３、３３に保持されている構成とすることもできる。

上記各実施形態においては、複数の熱電素子１２、１３を保持板である第１絶縁基板１１に保持して熱電素子基板１０を形成していたが、これに代えて、熱電素子１２、１３を保持板に保持することなく、電極部材２２、３２のいずれか一方の電極部２５、３５に接合させるなどして、第１絶縁基板１１を用いない構成としてもよい。

上記各実施形態においては、ほぼＵ字状の電極部材２２、３２において熱交換部２６、３６をルーバ状に形成したが、これに限らず、熱交換部２６、３６をオフセット状に形成してもよい。あるいは、熱交換部２６、３６として、櫛歯状に形成した電極部材２２、３２の内部に、波形に折り曲げた金属板によってコルゲートフィンを形成することもできる。

上記各実施形態では、図示しない直流電源の正側端子を接続端子２４ａ側に、負側端子を接続端子２４ｂ側に接続する構成であったが、これに限らず、直流電源の正側端子を接続端子２４ｂ側に、負側端子を接続端子２４ａ側に接続してもよい。ただし、このときには、上方側の電極部材２２が放熱部を形成し、下方側の電極部材３２が吸熱部を形成するようになる。

つまり、熱電素子１２、１３によって構成される直列回路５０に流す電流の流れ方向を切り替えることで、吸熱側と放熱側を切り替えることができる。因みに、この種の熱電変換装置は、例えば、半導体や電気部品などの発熱部品の冷却用や空調装置などの冷却加熱用として用いられる。

また、絶縁膜として、電着塗装によって形成される絶縁膜４０（電着塗装層）としたり、蒸着によって形成される絶縁膜４１（蒸着層）として説明したが、その他に絶縁性塗料の中に熱電変換モジュールを浸漬し、その後に加熱乾燥することで、絶縁基板２１、３１、熱交換部２６、３６の表面に形成される絶縁膜（塗料塗布層）としても良い。

また、接着剤層２７、３７を形成する接着剤としては、エポキシ系のものに限らず、シリコン系のものを使用しても良い。

また、接着剤を絶縁基板２１、３１の表面全体を覆うようにして、接着剤層２７、３７を形成したが、それぞれの熱交換部２６、３６の露出部位４２近傍にピンポイントで形成するようにしてもよい。

第１実施形態における熱電変換装置の全体構成を示す模式図である。 図１において矢印IIで示す方向から見た矢視図である。 第１実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す分解構成図である。 図１中のIV−IV部における断面図である。 図４中のＶ部の詳細を示す拡大図である。 第１実施形態における電着塗装の実施方法を示す説明図である。 第２実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。 図７中のVIII部の詳細を示す拡大図である。 第３実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。 第４実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。 図１０中のXI部の詳細を示す拡大図である。 第５実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。 図１２中のXIII部の詳細を示す拡大図である。 その他の実施形態における熱電変換装置の主要部の構成を示す模式図である。

符号の説明

１２ Ｐ型熱電素子（導電部位）
１３ Ｎ型熱電素子（導電部位）
１６ 電極部材（電極部）
２１ 第２絶縁基板（絶縁板、第１板）
２３ 固定板（絶縁板、第２板）
２５ 吸熱電極部（電極部）
２６ 吸熱部（熱交換素子、導電部位）
２７ 第１接着剤層（接着剤層）
３１ 第３絶縁基板（絶縁板、第１板）
３３ 固定板（絶縁板、第２板）
３５ 放熱電極部（電極部）
３６ 放熱部（熱交換素子、導電部位）
３７ 第２接着剤層（接着剤層）
４０ 絶縁膜（絶縁層）
４２ 露出部位（熱媒体側に露出される部位）
４８ 配線絶縁膜
５０ 直列回路
７０ サーミスタ（温度センサ）
７１ リード（配線）
１００ 熱電変換装置
２００、２００ａ〜２００ｅ 熱電変換モジュール

Claims (24)

1. 複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とが複数の電極部（２５、３５）によって交互に直列に接続されて構成される直列回路（５０）と、
   前記複数の電極部（２５、３５）に直接接続されている複数の熱交換素子（２６、３６）と、
   前記複数の熱交換素子（２６、３６）を突出させるように保持すると共に、前記複数の熱交換素子（２６、３６）間を電気的に絶縁させる絶縁板（２１、３１）とを備え、
   前記絶縁板（２１、３１）に対して、前記熱交換素子（２６、３６）の突出側を流通する熱媒体と前記熱交換素子（２６、３６）との間で熱交換を行う熱電変換装置において、
   前記熱交換素子（２６、３６）の少なくとも前記突出側の表面全体には、絶縁用の絶縁層（４０）が形成されると共に、
   前記熱交換素子（２６、３６）と前記絶縁板（２１、３１）とが接触し、且つ、前記熱交換素子（２６、３６）の前記熱媒体側に露出される部位（４２）に対して、前記絶縁層（４０）の外側から覆われる接着剤層（２７、３７）が設けられたことを特徴とする熱電変換装置。
2. 前記絶縁層（４０）は、電着塗装によって形成される電着塗装層であることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
3. 前記絶縁層（４０）は、蒸着によって形成される蒸着層であることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
4. 前記絶縁層（４０）は、絶縁性塗料の塗布によって形成される塗料塗布層であることを特徴とする請求項１に記載の熱電変換装置。
5. 前記接着剤層（２７、３７）は、エポキシ系接着剤、またはシリコン系接着剤で形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
6. 前記接着剤層（２７、３７）は、前記熱交換素子（２６、３６）と前記絶縁板（２１、３１）との隙間をシールするように設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
7. 前記接着剤層（２７、３７）は、前記複数の熱交換素子（２６、３６）の突出側において前記絶縁板（２１、３１）の表面全体を覆っていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
8. 前記絶縁板として、前記複数の熱交換素子（２６、３６）を前記複数の電極部（２５、３５）への接続側において保持する第１板（２１、３１）を備えることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
9. 前記絶縁板として、前記複数の熱交換素子（２６、３６）を前記複数の電極部（２５、３５）への接続側の反対側において保持する第２板（２３、３３）を備えることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
10. 前記熱交換素子（２６、３６）に接触させて、あるいは近傍に配設された温度センサ（７０）と、
    前記温度センサ（７０）に接続された配線（７１）とを備え、
    前記配線（７１）の表面全体に、絶縁用の配線絶縁層（４８）が形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
11. 前記配線絶縁層（４８）は、電着塗装によって形成される電着塗装層であることを特徴とする請求項１０に記載の熱電変換装置。
12. 前記複数の電極部（２５、３５）は、前記複数の熱交換素子（２６、３６）とそれぞれ一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１つに記載の熱電変換装置。
13. 複数のＰ型熱電素子（１２）と複数のＮ型熱電素子（１３）とが複数の電極部（２５、３５）によって交互に直列に接続されて構成される直列回路（５０）と、
    前記複数の電極部（２５、３５）に直接接続されている複数の熱交換素子（２６、３６）と、
    前記複数の熱交換素子（２６、３６）を突出させるように保持すると共に、前記複数の熱交換素子（２６、３６）間を電気的に絶縁させる絶縁板（２１、３１）とを備え、
    前記絶縁板（２１、３１）に対して、前記熱交換素子（２６、３６）の突出側を流通する熱媒体と前記熱交換素子（２６、３６）との間で熱交換を行う熱電変換装置の製造方法において、
    前記絶縁板（２１、３１）に保持された前記複数の熱交換素子（２６、３６）に直接接続された前記複数の電極部（２５、３５）によって、前記複数のＰ型熱電素子（１２）と前記複数のＮ型熱電素子（１３）とが交互に直列に接続されて構成された前記直列回路（５０）を有する熱電変換モジュール（２００）を構成するモジュール構成工程と、
    前記熱交換素子（２６、３６）の少なくとも前記突出側の表面全体に、絶縁用の絶縁層（４０）を形成する絶縁層形成工程と、
    前記熱交換素子（２６、３６）と前記絶縁板（２１、３１）とが接触し、且つ、前記熱交換素子（２６、３６）の前記熱媒体側に露出される部位（４２）に対して、前記絶縁層（４０）の外側から覆うように接着剤層（２７、３７）を設ける接着剤層形成工程とを備えたことを特徴とする熱電変換装置の製造方法。
14. 前記絶縁層形成工程において、電着塗装によって前記絶縁層（４０）を形成することを特徴とする請求項１３に記載の熱電変換装置の製造方法。
15. 前記絶縁層形成工程において、蒸着によって前記絶縁層（４０）を形成することを特徴とする請求項１３に記載の熱電変換装置の製造方法。
16. 前記絶縁層形成工程において、絶縁性塗料の塗布によって前記絶縁層（４０）を形成することを特徴とする請求項１３に記載の熱電変換装置の製造方法。
17. 前記接着剤層形成工程において、前記接着剤層（２７、３７）としてエポキシ系接着剤、またはシリコン系接着剤を使用することを特徴とする請求項１３〜請求項１６のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
18. 前記接着剤層形成工程において、前記熱交換素子（２６、３６）と前記絶縁板（２１、３１）との隙間をシールするように前記接着剤層（２７、３７）を設けることを特徴とする請求項１３〜請求項１８のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
19. 前記接着剤層形成工程において、前記複数の熱交換素子（２６、３６）の突出側において前記絶縁板（２１、３１）の表面全体を覆うように前記接着剤層（２７、３７）を設けることを特徴とする請求項１３〜請求項１８のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
20. 前記モジュール構成工程において、前記熱電変換モジュールとして、前記複数の熱交換素子（２６、３６）を前記複数の電極部（２５、３５）への接続側において保持する第１板（２１、３１）を前記絶縁板として備えたモジュール（２００）を構成することを特徴とする請求項１３〜請求項１９のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
21. 前記モジュール構成工程において、前記熱電変換モジュールとして、前記複数の熱交換素子（２６、３６）を前記複数の電極部（２５、３５）への接続側の反対側において保持する第２板（２３、３３）を前記絶縁板として備えたモジュール（２００ａ）を構成することを特徴とする請求項１３〜請求項２０のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
22. 前記モジュール構成工程において、前記熱電変換モジュールとして、前記熱交換素子（２６、３６）に接触させて、あるいは近傍に配設された温度センサ（７０）と、前記温度センサ（７０）に接続された配線（７１）とを備えたモジュール（２００ｂ）を構成し、
    前記絶縁層形成工程において、前記絶縁層（４０）の形成と併せて、前記配線（７１）の表面全体に絶縁用の配線絶縁層（４８）を形成することを特徴とする請求項１３〜請求項２１のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。
23. 前記絶縁層形成工程において、電着塗装によって前記配線絶縁層（４８）を形成することを特徴とする請求項２２に記載の熱電変換装置の製造方法。
24. 前記複数の電極部（２５、３５）は、前記複数の熱交換素子（２６、３６）とそれぞれ一体に形成されていることを特徴とする請求項１３〜請求項２３のいずれか１つに記載の熱電変換装置の製造方法。

Images