热电变换组件及热电变换元件用连接器的制作方法

专利名称：热电变换组件及热电变换元件用连接器的制作方法
技术领域：
本发明涉及在基板上配置热电变换元件，通过导电性的给定形状 的连接器来电连接该热电变换元件的电极和与该电极不同的其他电极 而成的热电变换组件，以及用于对其他电极电连接热电变换元件的电 极的热电变换元件用连接器。
背景技术：
热电变换是指利用塞贝克效应、佩尔蒂效应，把热能量和电能量 互相变换。利用该热电变换，就能用塞贝克效应从热流中取出电力， 还可以用佩尔蒂效应在材料中通电流，从而通过吸热引起冷却现象。 这样的热电变换为直接变换，因而在能量变换时不排出多余废物，还 有，可以有效利用余热，并且不需要马达、汽轮机那样的可动装置， 所以不需要维护，具有如此种种特征，作为能量的高效率利用技术而 被关注。
在热电变换中，通常，采用称为热电变换元件的金属、半导体元 件，在基板上交替配置n型半导体元件和p型半导体元件，并且通过 电极互相连接邻接的半导体元件的组件构造(例如，参照专利文献1)， 或者按给定的排列来设置相同导电型的多个半导体元件，并且通过导 线连接位于这些半导体元件的两面的电极而成的组件构造(例如，参照 专利文献2)，都是公知的。不论哪种构造，基本都是把平板状的多个 半导体元件以水平躺倒的状态平面地排列的构成。
专利文献l:特开平7 — 211944号公报 专利文献2:国际公开公报05/124881号小册子

发明内容
发明所要解决的课题
然而，通过导线连接相同导电型的半导体元件的电极彼此而成的 后一组件构造是在基板上串联地安装相同原材料坯料的单个元件，因 而是对元件组装下功夫，由此谋求热电变换效率的提高，不过，因为 是把由复合金属氧化物构成的多个烧结体串联地粘贴在基板上的构 造，所以元件和导线的连接容易变得不充分，若连接不充分，则有可 能发生导通不良。
本发明是针对上述情况提出的，其目的在于提供一种没有导通不 良的电可靠性高的热电变换组件及热电变换元件用连接器。
解决课题的方案
为了解决上述课题，技术方案1记载的热电变换组件，是在基板 上配置热电变换元件，把该热电变换元件上形成的电极和与该电极不 同的其他电极通过导电性的给定形状的连接器电连接而成，其特征在 于，上述连接器具有与上述热电变换元件的电极嵌合安装的第1嵌 合部；以及与该第1嵌合部及上述其他电极电连接的连接器引导部。
根据该技术方案1记载的热电变换组件，采用以前的连接用导线 和嵌合部成为一体的连接器，所以能获得确实的导通，提高电可靠性。
艮口，代替以前的连接用导线，使用所谓一体地装配该导线的连接 器，由该连接器电连接热电变换元件的电极和其他电极，所以能提供 没有导通不良的电可靠性高的热电变换组件。
另外，在上述构成中，「热电变换元件」是指利用塞贝克效应、佩 尔蒂效应互相变换热能量和电能量的元件，包括以前公知的所有构造 (组成)。还有，在上述构成中，作为连接器的材质，可以列举高温氧化 气氛中不易生锈的银、黄铜、SUS等。还有，在上述构成中，热电变
7换元件的电极的数量是任意的。并且，在上述构成中，「其他电极」例 如可以是相同基板上的其他热电变换元件的电极，或者也可以是与热 电变换组件电连接的外部电极。
还有，技术方案2记载的热电变换组件是技术方案1记载的热电 变换组件，其特征在于，上述热电变换元件具有表面积最大的主面， 并且在该主面的两侧均有电极，是按上述电极与上述基板对着且上述 主面与上述基板大致垂直的方式纵长地立设而配置的。
根据该技术方案2记载的热电变换组件，能获得与技术方案1记 载的热电变换组件同样的作用效果，并且把热电变换元件以纵长地立 设的状态排列，从而加大热电变换元件的高度方向的尺寸，提高元件 电阻，抑制电流，并且容易获取元件两端间的温度差，所以电动势升 高，能获得高的热电变换效率(关于其详细情况，参照后述的实施方式)。
另外，在上述构成中，热电变换元件的形状可任意选择包括棒状、 矩形断面形状(长方体等)的多面体形状等。只要是具有表面积最大的主 面和分别位于主面两侧置的电极，并且能按上述电极与上述基板接触 且上述主面与上述基板大致垂直的方式纵长地立设而配置的形状，任 何形状都可以。
还有，技术方案3记载的热电变换组件是技术方案1或技术方案 2记载的热电变换组件，其特征在于，上述连接器按给定的排列预先固
定在上述基板上。
根据该技术方案3记载的热电变换组件，能获得与技术方案1或 技术方案2记载的热电变换组件同样的作用效果，并且连接器按给定 的排列预先固定在基板上，所以只要相对于连接器的第1嵌合部嵌入、 安装热电变换元件，就能简单地制作热电变换组件，能减轻组装的负 担(制造工序)(提高组装性)。
8另外，在上述构成中，优选的是，由以前的导线所用的金属形成 连接器，把连接器的第1嵌合部的安装宽度设定得比热电变换元件的 电极的宽度小。这样，在把热电变换元件向连接器的第1嵌合部推入 嵌紧时，第1嵌合部被弹性地撑开，能简单地把热电变换元件的电极 安装于连接器的第1嵌合部，并且靠导线所使用的金属的特性使热电 变换元件和连接器无间隙地连接，所以在热电变换元件和连接器之间 不会产生导通不良、接触不良，很有利。还有，在这样把连接器的第l 嵌合部的安装宽度设定得比热电变换元件的电极的宽度小的构成中， 优选的是，由一对弯曲片形成第1嵌合部，并且按锥状形成各弯曲片 的两端缘。这样，把热电变换元件从弯曲片的两端缘侧沿着其锥形形 状向第1嵌合部内滑动推入，就会把弯曲片弹性地顺畅地撑开，除具 有上述作用效果之外，热电变换元件相对于连接器的安装会变得容易。
还有，技术方案4记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 3中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述热电变换元件的 上述电极由位于热电变换元件两侧的一对的第1及第2电极构成，上 述热电变换元件被夹持在与上述第1电极对着的第1基板和与上述第2 电极对着的第2基板之间。
根据该技术方案4记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案3中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且用 一对基板夹住热电变换元件，从两侧加上压力而固定热电变换元件， 所以热电变换元件的电极和连接器的接触面积变大。因此，能减轻导 通不良、接触不良，能提高电可靠性。另外，优选的是，该一对基板 采用氧化铝基板等绝缘性基板或以PVD(物理气相生长法)包覆不锈钢 (SUS)等而赋予绝缘性的基板。由此能防止按给定的排列预先固定的连 接器彼此的电原因所造成的短路。
还有，技术方案5记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案4中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述其他电极是与热 电变换组件电连接的外部电极。
根据该技术方案5记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案4中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且能 由连接器简单且确实地进行与外部电极的连接，对其他装置的装配性 出色，并且能提高电可靠性。即，只要把第1嵌合部向热电变换元件 嵌入且把连接器引导部与外部电极连接，热电变换组件和外部装置(其 他组件等)的电连接就会形成，所以提高了组装性。
还有，技术方案6记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 5中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述第1嵌合部具有 导引上述热电变换元件的安装，在把上述热电变换元件安装于上述第1 嵌合部之后，可沿着上述热电变换元件弯曲的导引部。
根据该技术方案6记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案5中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且第1 嵌合部具有导引部，从而容易在连接器上安装热电变换元件(特别是在 把连接器的第1嵌合部的安装宽度设定得比热电变换元件的电极的宽 度小的场合其效果很好)，所以能提高组装效率。还有，导引部可沿着 热电变换元件弯曲，从而能在连接器上安装热电变换元件之后由导引 部固定热电变换元件，能提高连接器上的热电变换元件的安装稳定性。 因此，能提供没有导通不良的电可靠性高的热电变换组件。
还有，技术方案7记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 6中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述第1嵌合部具有 短路用片，上述短路用片可弯曲，为了在弯曲时与邻接的连接器电接 触而具有充分的长度。
根据该技术方案7记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至技术方案6中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且第1 嵌合部具有短路用片，从而即使是由于热电变换元件自身的损坏、热 电变换元件的劣化而与连接器之间产生导通不良，也能由短路用片使 连接器间导通而容易地进行修复。
还有，技术方案8记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 7中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述连接器引导部具
有与配置在上述基板上的其他热电变换元件上的其他电极嵌合安装的
第2嵌合部。
根据该技术方案8记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案7中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且连 接器引导部具有与配置在基板上的其他热电变换元件上的其他电极嵌 合安装的第2嵌合部，所以能在基板上由连接器电连接热电变换元件 彼此。即，代替以前的连接用导线，使用所谓一体地装配该导线的连 接器，由该连接器电连接热电变换元件的电极彼此，所以能提供没有 导通不良的电可靠性高的热电变换组件。
还有，技术方案9记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 8中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述连接器引导部具 有在上述热电变换元件的电极面间的侧面上从上述电极面延伸的平行 部。
根据该技术方案9记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案8中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且连 接器引导部具有平行部，从而使连接器引导部和热电变换元件之间的 接触面积变大，能以大的面积保持热电变换元件，能提高连接器上的 热电变换元件的安装稳定性。
还有，技术方案IO记载的热电变换组件是技术方案1至技术方^9中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，具备固定部件，上述 固定部件具有梳齿，上述梳齿可插入到上述热电变换元件的两侧，具 有电绝缘性。
根据该技术方案IO记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案9中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且具 备具有梳齿的固定部件，从而可在一个或多个热电变换元件的两侧插 入梳齿，由梳齿也可支持热电变换元件，能提高组件上的热电变换元 件的安装稳定性。
还有，优选的是，固定部件为防止短路而具有电绝缘性。例如， 优选的是，在冷却面侧(低温侧)安装固定部件的场合，在固定部件上实 施铝的阳极氧化处理(耐酸铝处理)，在加热面侧(高温侧)安装固定部件
的场合，在固定部件上以PVD(物理气相生长法)包覆不锈钢(SUS)，或
者进行玻璃涂覆。
还有，技术方案11记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 10中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，在上述基板上并排
设置多个上述热电变换元件，从而形成给定的排列，上述连接器包含 把上述排列内的多个热电变换元件彼此电连接起来的第1连接器；以 及把与该第1连接器连接的上述排列内的最初或最后的热电变换元件 的电极和上述其他电极电连接起来的第2连接器。
根据该技术方案11记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至
技术方案10中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且用
连接器把纵长的热电变换元件连接性很好地而且效率很好地组件化。 还有，可以根据热电变换元件的连接方式而分开使用连接器，能实现 对应用途的各种方式的热电变换元件排列。
还有，技术方案12记载的热电变换组件是技术方案11记载的热电变换组件，其特征在于，上述第2连接器所连接的上述其他电极是 与上述排列邻接的其他排列内的热电变换元件的电极。
根据该技术方案12记载的热电变换组件，能获得与技术方案11 记载的热电变换组件同样的作用效果，并且能由连接器电连接多个排 列彼此，能实现对应用途的各种方式的热电变换元件排列。
还有，技术方案13记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 12中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述热电变换元件 的上述电极由位于热电变换元件两侧的一对的第1及第2电极构成， 把上述第1及第2电极中的一方规定为加热面，把另一方规定为冷却
面，靠上述加热面和上述冷却面的温度差来发电。
根据该技术方案13记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案12中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且通 过加热基板，冷却热电变换元件的冷却面，能把从基板吸收的热能量 变换为电能量。
还有，技术方案14记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 13中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述热电变换元件 含有复合金属氧化物的烧结体。
根据该技术方案14记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案13中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且用 复合金属氧化物的烧结体构成热电变换元件，从而能提高耐热性、力 学强度。
还有，技术方案15记载的热电变换组件是技术方案14记载的热 电变换组件，其特征在于，上述复合金属氧化物含有碱土金属、稀土 类和锰作为构成元素。
13根据该技术方案15记载的热电变换组件，能获得与技术方案14 记载的热电变换组件同样的作用效果，并且复合金属元素的氧化物是 以碱土金属、稀土类和锰为构成元素的氧化物，从而能进一步提高高 温下的耐热性。
另外，作为碱土金属，优选的是采用钙，作为稀土元素，优选的
是采用钇或镧。具体可以列举钙钛矿型CaMn03系复合氧化物。l丐钛 矿型CaMn03系复合氧化物更加优选的是以通式Ca(卜x)MxMn03 (M为 钇或镧，0.00KX〈0.05)表示的东西。
还有，技术方案16记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 15中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述各热电变换元 件包括彼此相同的原材料坯料。
根据该技术方案16记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案15中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且由 相同原材料坯料(例如，同尺寸、同形状、相同材料(同一导电型的半导 体等))构成热电变换元件，从而能统一各个热电变换元件的电气特性。 结果，例如与交替配置导电型不同的元件彼此而成的以前的热电变换 组件相比，能提高热电变换效率。
还有，技术方案17记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案 16中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述热电变换元件 的上述电极包括位于热电变换元件两侧的一对的第1及第2电极，具 有与上述第1电极嵌合的第1嵌合部的一方连接器和具有与上述第2 电极嵌合的第2嵌合部的另一方连接器按能插入上述热电变换元件的 方式使该嵌合部彼此对着邻接，未安装上述热电变换元件的状态下的 上述一方连接器的第1嵌合部和上述另一方连接器的第2嵌合部之间 的距离设定得比热电变换元件上的第1电极和第2电极之间的距离短。根据该技术方案17记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案16中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且在 把热电变换元件嵌合于前端收縮的大致3字形状的连接器时，可撑开 嵌合部的前端而嵌合热电变换元件。这样，嵌合部的前端会按压热电 变换元件，从而能由连接器确实地保持热电变换元件。还有，若安装 热电变换元件，则互相对着的嵌合部会大致平行，能使热电变换组件 中各连接器所造成的电极和嵌合部之间的接触面积变得均匀。结果能 提高热电效率。
还有，技术方案18记载的热电变换组件是技术方案1至技术方案
17中任意1项记载的热电变换组件，其特征在于，上述第l嵌合部或 上述第2嵌合部具有与热电变换元件的固定用槽卡紧的钩状的卡合部。
根据该技术方案18记载的热电变换组件，能获得与技术方案1至 技术方案17中任意1项记载的热电变换组件同样的作用效果，并且连 接器的卡合部与热电变换元件的固定用槽卡紧，从而把热电变换元件 牢固地安装于连接器，能提高安装稳定性，并且能提供没有导通不良 的电可靠性高的热电变换组件。
另外，本发明还提供具有上述特征的构成的热电变换元件用连接器。
发明效果
根据本发明，由具有与以前的连接用导线成为一体的嵌合部的连 接器来电连接热电变换元件彼此，从而能提供没有导通不良的电可靠 性高的热电变换组件及热电变换元件用连接器。
具体实施例方式
以下，参照附图来说明本发明的一实施方式。
15本发明者以进一步提高热电变换元件的输出为目，研究了热电变 换元件的组成及其形状。
首先，在投入了粉碎球的混合锅内加上CaC03、 MnC03、 ￥203及 纯水，把该混合锅安装在振动球磨机上振动2小时，从而混合混合锅 的内容物。接着，过滤、干燥所获得的混合物，在电炉中以IOO(TC、 5 小时预烧制干燥后的混合物。接着，用振动研磨机粉碎所获得的预烧 制体，过滤、干燥粉碎物。接着，在干燥后的粉碎物中添加粘结剂， 干燥之后进行分级而获得颗粒。此后，把所获得的颗粒体用冲压机压 制成形，把所获得的成形体用电炉进行5小时正式烧制。由此，作为 烧结体而获得CaMn03系热电变换元件。
还有，采用上述方法，对于Ca卜xYxMn03制作把x设为0、 0.003、 0.006、 0.0125、 0.025、 0.05、 0.10所得的7种样品，在各个样品的制 造中，按IIO(TC、 1200°C、 130(TC变更正式烧制温度。还有，作为样 品，准备了约8mm见方、厚约2.5mm的平板样品和断面约2.5mmX约 3mm、长度约8mm的棒状样品。
对于这样7种组成，改变正式烧制温度而获得了平板样品及棒状 样品，对其测量了电阻率P和塞贝克系数a 。电阻率P以使用数字电 压表的4端子法测量，塞贝克系数ci则以图1所示的测量装置A测量。 其结果如图2及图3所示。
另外，在图1所示的测量装置A中，由在热板2上夹隔铝板4而 配置的一对铜板6、 6夹住样品8，在上方的铜板6上配置散热板10。 还有， 一对铜板6、 6分别与数字电压表12及热电偶14连接，热电偶 14与数字温度计16连接。
平板样品的电阻率P如图2所示，平板样品的塞贝克系数a如图
163所示。如图2及图3所示，正式烧制温度越高，还有，在上述组成中 x越大，则电阻率P和塞贝克系数a都越低。还有，根据所获得的电阻 率P和塞贝克系数a求出输出因子PF^SVp)。其结果如图4所示。从 图4可知，在上述组成中的x为0.003 0.1且正式烧制温度为1200°C 的场合，能获得比文献值[(Cao.9Bi(u)Mn03M.Ohtaki et丄solid state.chem. 120(1995)]高的输出因子。还有，输出因子在上述组成中的x为0.0125 且正式烧制温度为130(TC的场合，为4.02X10—4W/(m'K2)，是最高的 值。
还有，棒状样品的电阻率P如图5所示，棒状样品的塞贝克系数 a如图6所示。如图5及图6所示，伴随上述组成中的x的增加的倾 向与平板样品相同。还有，塞贝克系数a是棒状样品的大。还有，电 阻率P与平板样品的大致同等。还有，根据所获得的电阻率P和塞贝 克系数a求出输出因子PF^S"p)。其结果如图7所示。从图7可知， 在上述组成中的x为0.025且正式烧制温度为130(TC的场合，为8.85 X l(T4 W/(m 'K2)，能获得与文献值[(Ca。.9Bi(u)Mn03 M.Ohtaki et丄solid state.chem. 120(1995)]相比为7倍程度的高输出因子。
由此可知棒状元件具有高输出因子。因此，可以认为，优选的是 用棒状元件制造热电变换组件。在这里，对于使用了棒状元件的热电 变换组件进行考察。
本发明者对于使用了平板状元件的热电变换组件在此前已经提出 了专利申请，并且其已经被公开(国际公开公报05/124881号小册子)。
在该公卞艮记载的发明中，为了尽可能抑制与兀件连接的导线^f造成的
热移动而减小了元件的断面积，因此，容许电流也必须抑制得小些。 因此，在这样的组件中，若温度差为20(TC以上，则电流值为10A以 上，会对导线带来影响。
因此，本发明者发现，采用上述具有高输出因子的棒状元件，就能在热电变换组件中提高元件电阻而抑制电流。还有，如后述的，把 元件设为纵型，使得容易获取温度差，所以能提高电压，把热阻设为 恰当的值就可提高输出密度。
对此，首先参照图8来说明元件的长度对温度差的影响。
热在元件中传导时的元件两端的温度差，由元件的热导率、元件 的长度，以及热源温度、冷却温度、向元件的热流入/放出时的热阻来
决定。即，如图8所示，在元件20被一对支持板22、 24夹持的场合， 热源温度Th在一方支持板22中传导时由于热阻Rl而降低到Tl，在 元件20中传导时降低到T2，而且，在另一方支持板24中传导时由于 热阻R2而降低到Tc。
在该场合，在支持板22、 24及元件20中传导时的热量Q以下式 (l)表示。
Q={(Th—Tc)/(Rl+l/k+R2)} . S 式(l)
此处，k表示热导率，l表示元件20的长度，S表示断面积。
因而，元件20两端的温度差T1—T2以下式(2)表示。
T1 — T2=Q/S (1/k)
={(Th—Tc) (l/k)}/(Rl+l/k+R2)
式(2)
用该式(2)求出元件20的长度所对应的温度差。作为求出时的条 件，设为Th=500°C ， Tc=20°C ，把元件20的热导率设为2.0W/m K， 使热阻Rl、 R2都在0.0001 0.01m2/W K的范围变化。还有，元件 20的长度为0.1cm 3.0cm。图9表示其结果。从图9可知，随着元件的长度变长，温度差会变大，热阻越小温度差越大。还有，热阻为
0.0001m2/W *K时，若元件的长度为0.2cm则能获得约40(TC的温度差， 而为0.01m2/W K时，若元件的长度为0.2cm则只能获得约23。C的温 度差。从该结果可知，为了把温度差取得大些，必须尽可能减小热阻。
其次，说明元件的长度对产生最大输出的影响。
热电变换元件的产生最大输出Pmax由热电动势V和元件的电阻 R以下式(3)表示。
Pmax=(V2/R)/4 式(3)
还有，热电动势由热电变换材料的塞贝克系数a和温度差AT以 下式(4)表示。
V= a .AT 式(4)
此处，温度差AT，如上所述，依赖于元件的长度，因而算出元件 的长度所对应的产生最大输出。在该场合，把热电变换材料的塞贝克 系数设为250pV/K，把电阻率设为0.015fi cm，把热导率设为 2.0W/m《，把元件的断面积设为l.Ocm2。使热阻Rl、 R2都在0.0001 0.01m2/W* K的范围变化。图IO表示其结果。从图IO可知，产生最 大输出随元件的长度而变化，由热阻的值决定最大的元件长度。还有， 随着热阻变小，获得最大输出的元件的长度会变短。还有，热阻为 0.005m2/W K时，可求出元件的长度为2.0cm，为0.001m2/W K时， 可求出元件的长度为0.4cm。因此，在热阻为0.001m2/W K 0.005m2/W K的范围中，元件的长度为0.4cm 2.0cm，是恰当的。
其次，说明元件形状的变更所涉及的输出特性。
19对于平板状的元件(断面8mmX8mm，高度2mm)和棒状(纵型)的 元件(断面8mmX2mm，高度8mm)，调查了电压、电流、最大产生输 出。图ll表示其结果。在该场合，把热源温度设为50(TC，把冷却温 度设为2(TC，把热电变换材料的塞贝克系数a设为250pV/K，把电阻 率设为0.015Q cm,把热导率设为2.0W/m K。
从图11可知，棒状的元件一方是大的电阻，所以开路电压高，短 路电流小。还有，热阻为0.005m"W'K时，输出密度比平板状的元件 的大。
由此可知，在作为热电变换元件的输出的方面，棒状元件是优选的。
因此，本发明者发现，为了实现这样的棒状元件，需要以立着的 状态排列热电变换元件，并且提出了能以立着的状态、连接性很好地 且效率很好地连接多个热电变换元件而进行组件化的连接器。以下， 对此详细地进行说明。
图17中表示用3种的第1至第3热电变换元件用连接器Cl、 C2、 C3按给定的排列电连接多个热电变换元件30而构成的本发明的一实 施方式所涉及的热电变换组件M。如图所示，热电变换元件30的上述 排列包含互相邻接而并列延伸的第1至第4排列Al、 A2、 A3、 A4。 还有，在图17中，各排列A1、 A2、 A3、 A4中均是17个热电变换元 件30串联连接，并且各排列A1 A4彼此也是串联连接的。
构成热电变换组件M的各热电变换元件30是利用塞贝克效应、 佩尔蒂效应互相变换热能量和电能量的元件，均由相同原材料坯料构 成。即，对于各热电变换元件30，尺寸(例如，断面约2.5mmX约3mm， 长度约8mm)、形状、材料(同一导电型的半导体等)均设定成相同的。 具体而言，在本实施方式中，各热电变换元件30是由复合金属氧化物构成的烧结体单元，含有碱土金属、稀土类和锰作为构成元素。特别
是在本实施方式中，把CaMn03系元件作为各热电变换元件30来使用。 另外，在本实施方式中，使用了 n型半导体作为热电变换元件30，但 不限于此。
还有，如图18所示，各热电变换元件30为长方体，具有表面积 最大的一对对着的主面30a、 30b、分别位于该主面30a、 30b两侧的第 1及第2电极(以下，因为是平面，所以称为第1及第2电极面)30c、 30d 和其余2个侧面30f、 30e。在该场合，把第1及第2电极面30c、 30d 中的一方规定为加热面，把另一方规定为冷却面，借助于上述加热面 和上述冷却面的温度差来发电。
另外，也可以把侧面30f、 30e作为电极面。还有，各热电变换元 件30也可以不是矩形，而是棒状，特别是圆柱状。在该场合，把圆柱 体的上面及底部作为电极面来形成，把侧面作为主面来形成。
还有，在本实施方式中，热电变换元件30的排列A1 A4，如图 19中明确表示的，被夹持在与各热电变换元件30的第1电极面30c对 着的第1基板90和与各热电变换元件30的第2电极面30d对着的第2 基板91之间。在该场合，各热电变换元件30是按电极面30c、 30d经 连接器C1、 C2、 C3而与基板90、 91接触且主面30a、 30b与基板卯、 91大致垂直的方式纵长地立设、配置的。
如图17中明确表示的，对于互相邻接的热电变换元件30彼此， 一方元件的第l电极面("电极")30a和另一方元件的第2电极面("其他电 极")30b经给定形状的连接器C而电连接。这样的连接器C包括电连接 各排列A1 A4中的热电变换元件30彼此的大致-字形状(第1形状) 的第1连接器C1(参照图13)和电连接互相邻接的排列A1、A2(A2、A3; A3、 A4)中的一方排列内的1个热电变换元件30和另一方排列内的其 他1个热电变换元件30的大致S字形状(第2形状)的第2连接器C2(参
21照图14)。还有，在热电变换组件M中，还存在用于把整个排列的最
初的热电变换元件30A及最后的热电变换元件30B与外部电极(未图示 的"其他电极")电连接的又一第2连接器(以下，称为第3连接器)C3(C3a、 Cab)(参照图15及图16)。另外，作为连接器C1、 C2、 C3的材质，可 以列举高温氧化气氛中不易生锈的银、黄铜、SUS等。
如图12的(a)及图13所示，第1连接器Cl具有与基板90、 91上 配置的1个热电变换元件30的第1或第2电极面("电极")30c、 30d嵌 合安装的第1嵌合部40和把第1嵌合部40与"其他电极"电连接的连接 器引导部45。还有，连接器引导部45包括与作为基板90、 91上配置 的其他l个热电变换元件30的上述"其他电极"的第l或第2电极面30c、 30d嵌合安装的第2嵌合部42和连接该第2嵌合部42和第1嵌合部 40的连接部44。还有，各嵌合部40、 42在两端具有从两侧夹住主面 30a、 30b的端缘的弯曲片e。再有，在各弯曲片e的两端缘设有斜切的 锥形部47。还有，在本实施方式中，把在图12的(a)所示的展开状态下 从板状体切出的第1连接器Cl在嵌合部40、 42和连接部44的边界部 弯曲大致90度，并且把嵌合部40、 42的两端的弯曲片e弯曲90度以 上，就能得到图13所示的大致-字状的使用形态。然后，例如把第1 嵌合部40与同一排列内的互相邻接的热电变换元件30、 30中的一方 的第1电极面("电极")30c嵌合，并且把第2嵌合部42与上述邻接的热 电变换元件30、 30中的另一方的第2电极面("其他电极")30d嵌合，则 连接部44被上下斜着定向，互相邻接的热电变换元件30、 30彼此被 电连接。在该场合，如图17所示，第1连接器C1安装成在热电变换 元件30的同一排列内连接部44在互相相同的方向倾斜，并且安装成 在邻接的排列间连接部44的方向相反(例如，第1排列Al内的连接部 44的倾斜方向与第2排列A2内的连接部44的倾斜方向相反)。还有， 相对于主面30a、 30b，连接部44所在的一侧在同一排列内都相同，而 在邻接的排列间则相反。即，在第1排列A1内，连接部44位于侧面 30e侧，而在第2排列A2内，连接部44位于侧面30f侧。曲90度以上而使之倾斜，从而把第
1连接器Cl的嵌合部40、 42的安装宽度Wl(参照图13的(b))设定得 比热电变换元件30的电极面30c、 30d的宽度W2(参照图18)小。这样， 在把热电变换元件30向连接器C1的嵌合部40、 42推入紧套时，嵌合 部40、 42(弯曲片e)被弹性地撑开，能简单地把热电变换元件30的电 极面30c、 30d安装于嵌合部40、 42，并且使热电变换元件30和连接 器Cl无间隙地连接，所以在热电变换元件30和连接器Cl之间不会出 现导通不良、接触不良，很有利。特别是在本实施方式中，在各弯曲 片e的两端缘设有斜切的锥形部47，所以如图20所示，能使热电变换 元件30从弯曲片e的两端缘侧沿着该锥形形状向嵌合部40、 42滑动 而将其推入，还有，能由此把弯曲片e弹性地顺畅地撑开，所以热电 变换元件30对第1连接器C1的安装变得容易。
还有，如图12的(b)和图14所示，第2连接器C2具有与基板90、 91上配置的1个热电变换元件30的第1或第2电极面("电极")30c、30d 嵌合安装的第1嵌合部50和把第1嵌合部40与"其他电极"电连接的连 接器引导部55。还有，连接器引导部55包括与作为基板90、 91上配 置的其他1个热电变换元件30的上述"其他电极"的第1或第2电极面 30c、 30d嵌合安装的第2嵌合部52和连接该第2嵌合部52和第1嵌 合部50的连接部54。还有，各嵌合部50、 52在两端具有从两侧夹住 主面30a、 30b的端缘的弯曲片e。再有，在各弯曲片e的两端缘设有 斜切的锥形部57。还有，在本实施方式中，把在图12的(b)所示的展开 状态下从板状体切出的第2连接器C2在嵌合部50、 52和连接部54的 边界部弯曲大致卯度，并且把嵌合部50、 52的两端的弯曲片e弯曲 90度以上，就能得到图14所示的大致-字状的使用形态。然后，例如 把第1嵌合部50与位于互相邻接的排列Al、 A2(A2、 A3; A3、 A4) 中的一方排列内的端部的1个热电变换元件30的第1电极面("电极 ")30c(或第2电极面30d)嵌合，并且把第2嵌合部52与邻接地位于上 述邻接的排列中的另一方排列内的端部的其他1个热电变换元件30的 第2电极面("其他电极")30d(或第1电极面30c)嵌合，则连接部54会在
23该邻接的热电变换元件30间被夹住，并且该热电变换元件30、 30彼
此被电连接。
另外，在该第2连接器C2的场合也是，把弯曲片e弯曲90度以 上而使之倾斜，从而把连接器C2的嵌合部50、 52的安装宽度W1(参 照图14的(b))设定得比热电变换元件30的电极面30c、 30d的宽度 W2(参照图18)小。这样，在把热电变换元件30向第2连接器C2的嵌 合部50、 52推入紧套时，嵌合部50、 52(弯曲片e)被弹性地撑开，能 简单地把热电变换元件30的电极面30c、 30d安装于2连接器C2的嵌 合部50、 52，并且使热电变换元件30和连接器C2无间隙地连接，所 以在热电变换元件30和连接器C2之间不会出现导通不良、接触不良， 很有利。特别是在本实施方式中，在各弯曲片e的两端缘设有斜切的 锥形部57，所以与第1连接器C1同样，能使热电变换元件30从弯曲 片e的两端缘侧沿着该锥形形状向嵌合部50、 52滑动而将其推入，还 有，能由此把弯曲片e弹性地顺畅地撑开，所以热电变换元件30对第 2连接器C2的安装变得容易。
还有，如图12的(c)所示，第3连接器C3具有与热电变换元件30 的第1电极30c(或第2电极面30d)嵌合安装的第1嵌合部60和从第1 嵌合部60的端部垂直延伸并且与外部电极电连接的连接器引导部64。 嵌合部60在两端具有从两侧夹住主面30a、 30b的端缘的弯曲片e。还 有，在各弯曲片e的两端缘设有斜切的锥形部57。
还有，第3连接器C3分为用于电连接整个排列的最初的热电变换 元件30A(参照图17)与外部电极(未图示的"其他电极")的连接器C3a(参 照图15)和用于电连接整个排列的最后的热电变换元件30B(参照图17) 与外部电极(未图示)的连接器C3b(参照图16)，连接器C3a、 C3b都是 由在图12的(c)所示的展开状态下从板状体切出的连接器C3形成。
艮P，在本实施方式中，把在图12的(c)所示的展开状态下从板状体切出的第3连接器C3在嵌合部60和连接器引导部64的边界部弯曲大 致90度，在连接器引导部64的中途部分69弯曲大致90度，并且把 嵌合部60的两端的弯曲片e弯曲90度以上，则如图15所示，能得到 用于电连接整个排列的最初的热电变换元件30A与外部电极(未图示的 "其他电极")的连接器C3a。另一方面，把在图12的(c)所示的展开状态 下从板状体切出的第3连接器C3在嵌合部60和连接器引导部64的边 界部弯曲大致卯度，并且把嵌合部60的两端的弯曲片e弯曲90度以 上，则如图16所示，能得到用于电连接整个排列的最后的热电变换元 件30B与外部电极(未图示的"其他电极")的连接器C3b。然后，把连接 器C3a及连接器C3b的嵌合部60与整个排列的最初及最后的热电变换 元件30A、 30B的第1或第2电极面30c(30d)嵌合，并且把连接器引导 部64与外部电极连接，则热电变换组件M与外部装置(或者外部元件、 外部电路)电连接。另外，在该第3连接器C3的场合也是，把弯曲片e 弯曲90度以上而使之倾斜，从而把连接器C3的嵌合部60的安装宽度 Wl(参照图15的(b))设定得比热电变换元件30的电极面30c、 30d的宽 度W2(参照图18)小。
另外，作为本实施方式的一种方式，在基板90(及/或基板91)上按 给定的排列预先固定各连接器C1、 C2、 C3，对该连接器C1、 C2、 C3 的嵌合部40、 42、 50、 52、 60嵌入安装各热电变换元件30，从而形成 互相电连接的热电变换元件30的排列Al、 A2、 A3、 A4。当然，也可 以预先把各连接器C1、 C2、 C3个别地紧套于热电变换元件30，然后 把所形成的带连接器的热电变换元件30按给定的排列安装于基板卯、 91上。
在以上构成的热电变换组件M中，把各热电变换元件30的高温 部和低温部之间产生的热能量变换为电能量。然后，把所获得的电能 量通过连接器引导部64作为电力供给到外部电极。
如以上说明的，在本实施方式中，互相邻接的热电变换元件30彼
25此是一方元件的第1电极面30c和另一方元件的第2电极面30d通过 给定形状的连接器C1、 C2而电连接。这样，若代替以前的连接用导线 而使用所谓一体地装有该导线的连接器(使以前的连接用导线和嵌合部 成为一体的连接器)C1、 C2，由该连接器C1、 C2电连接热电变换元件 30彼此，则能提供没有导通不良的电可靠性高的热电变换组件M。
在该场合，如上所述，在基板90(及/或基板91)上按给定的排列预 先固定各连接器C1、 C2、 C3，对该连接器C1、 C2、 C3的嵌合部40、 42、 50、 52、 60嵌入安装各热电变换元件30,从而形成互相电连接的 热电变换元件30的排列Al、 A2、 A3、 A4，就能简单地制作热电变换 组件，所以能减轻组装的负担(制造工序)(提高组装性)。
还有，在本实施方式中，热电变换元件30是按其电极面30c、 30d 与基板90、 91对着且其主面30a、 30b与基板90、 91大致垂直的方式 纵长地立设、配置的。若这样把热电变换元件30以纵长立设的状态排 列，则如本实施方式的导入部分所述的，热电变换元件30的高度方向 的尺寸变大，元件电阻变高，电流被抑制，并且元件两端间的温度差 容易获取，电动势提高，能获得高的热电变换效率。
还有，在本实施方式的热电变换组件M中，热电变换元件30的 排列A1 A4被夹持在一对基板90、 91间。这样，若用一对基板90、 91夹住热电变换元件30的排列A1 A4，从两侧加上压力而固定热电 变换元件30，则热电变换元件30的电极面30a、 30b和连接器Cl、 C2、 C3的接触面积变大，所以能减轻导通不良、接触不良，能提高电可靠 性。
还有，在本实施方式的热电变换组件M中，按照其电连接位置， 使用具有对应的恰当形状的3种连接器C1、 C2、 C3。因此，能把纵长 的热电变换元件30连接性很好地且效率很好地组件化，并且能根据热 电变换元件30的连接方式而分开使用连接器，所以能实现与用途对应的各种方式的热电变换元件排列。
还有，在本实施方式的热电变换组件M中，热电变换元件30是 由复合金属氧化物的烧结体形成的，所以能提高耐热性、力学强度。 特别是在本实施方式中，上述复合金属元素的氧化物是以碱土金属、 稀土类和锰为构成元素的氧化物，因而能进一步提高高温下的耐热性。
另外，本发明不限于上述实施方式，可在不超出其要旨的范围内 进行各种变形。例如，在上述实施方式中，作为一个例子而列举了以 给定的排列来设置相同导电型的多个半导体元件，并且由连接器连接 位于该半导体元件的两面的电极彼此而成的组件构造，不过，本发明 也可适用在基板上交替配置II型半导体元件和p型半导体元件，并且 由电极互相连接邻接的半导体元件彼此而成的组件构成。还有，连接 器的形状也不限于上述实施方式。例如可对第3连接器C3列举变形例，
如图21的(a)所示，也可以考虑连接器引导部64从第l嵌合部60的中 央延伸的形状。以这样的形状，能按照中途部分69的弯曲的有无而得 到图21的(b)所示的2种连接器C3a、 Cab，由此，例如图22所示，能 使连接器引导部64根据适合外部电极的位置关系的整个排列的最初的 热电变换元件30A及最后的热电变换元件30B而在同一平面内延伸。
还有，在上述实施方式中，在热电变换元件未安装于连接器的状 态下与热电变换元件两侧嵌合的连接器的嵌合部彼此的距离也可以比 热电变换元件的电极面间的距离短。具体例如对于图19所示的排列 Al上的第1连接器Cl而言，具有与第1电极面30c嵌合的第1嵌合 部40的一方连接器Cl和具有与第2电极面30d嵌合的第2嵌合部42 的另一方连接器按能插入热电变换元件30的方式使该嵌合部40、 42 彼此对着邻接，不过，在该场合，如图23所示，未安装热电变换元件 30的状态下的邻接的一方第1连接器Cl的第1嵌合部40和另一方第 1连接器Cl的第2嵌合部40之间的距离Y也可以设定得比热电变换 元件30上的第1电极面30c和第2电极面30d之间的距离X短。这样，在前端收縮的大致-字形状的连接器Cl上嵌合热电变换元
件30时，把嵌合部40、 42的前端撑开而嵌合热电变换元件30。从而 嵌合部40、 42的前端会按压热电变换元件30，所以连接器Cl能确实 地保持热电变换元件30。还有，若安装热电变换元件30，则互相对着 的嵌合部40、 42会大致平行，在热电变换组件中能使连接器Cl处的 电极面30c、 30d和嵌合部40、 42之间的接触面积变得均匀。结果， 能提高热电效率。当然，这样的构成对于第2及第3连接器C2、 C3 也能适用。
还有，在上述实施方式中，为了使热电变换元件30对连接器C1、 C2、 C3的插入嵌合变得容易，如图24所示，热电变换元件30的端缘 99也可以带有圆形。即，也可以使热电变换元件30的端缘99按给定 的曲率R形成倒角。这样，在连接器C1、 C2、 C3中插入热电变换元 件30时会变得顺利，能顺畅地向连接器C1、 C2、 C3插入热电变换元 件30。另外，这样的热电变换元件30的形状可通过改变成形时的模具 而简单地实现。
还有，从提高热电变换元件30向连接器C1、 C2、 C3的插入性的 观点来看，也可以考虑图25所示的构成。即，图25作为一个例子而 表示第1连接器C1，在该场合，第1嵌合部40及第2嵌合部42在其 端缘具有引导热电变换元件30的安装并在嵌合部40、 42上安装热电 变换元件30之后可沿着热电变换元件30向内侧弯曲(参照图25的(b)(c)) 的导引部IOO。该导引部100为片状，向外侧扩展地延伸。
这样，如果嵌合部40、 42具有导引部100，则容易把热电变换元 件30安装于连接器Cl(特别是在把连接器的嵌合部的安装宽度设定得 比热电变换元件的电极的宽度小的场合(图23的构成等)其效果好)，所 以能提高组装效率。还有，导引部100可沿着热电变换元件30而弯曲， 从而能在连接器Cl上安装热电变换元件30后由导引部100固定热电变换元件(参照图25的(c))，能提高连接器Cl上的热电变换元件30的
安装稳定性。因此，能提供没有导通不良的电可靠性高的热电变换组
件。当然，这样的构成对于第2及第3连接器C2、 C3也能适用。
还有，从连接器上的热电变换元件的安装稳定性的观点来看，也 可以考虑图26所示的构成。g卩，图26是作为一个例子而表示第1连 接器C1，在该场合，第l嵌合部40及第2嵌合部42(具体是各弯曲片 e)具有与在热电变换元件30的上下两侧形成的固定用槽102(参照图26 的(a))卡紧的钩状的卡合部104(参照图26的(b))。这样，安装时连接器 Cl的卡合部104与热电变换元件30的固定用槽102卡紧(参照图26的 (c))，从而把热电变换元件30牢固地安装于连接器C1，所以能提高安 装稳定性，并且能提供没有导通不良的电可靠性高的热电变换组件。 当然，这样的构成对于第2及第3连接器C2、 C3也能适用。
还有，从连接器上的热电变换元件的安装稳定性的观点来看，还 可以考虑图27所示的构成。即，图27是作为一个例子而表示第1连 接器C1，在该场合，构成连接器引导部的连接部44，如图27的(a)所 示，在热电变换元件30的电极面30c、 30d间的侧面上，在上下两侧 具有从电极面30c、 30d延伸的平行部120。由于连接器引导部具有这 样的平行部120，因而连接器引导部(连接部44)和热电变换元件30之 间的接触面积变大，能以更大的面积保持热电变换元件30，能提高连 接器Cl上的热电变换元件30的安装稳定性。另外，在本构成的基础上或者独立于本构成，为了进一步确保安 装稳定性，也可以设置如图27的(b)所示的具有可向热电变换元件30 两侧插入且具有电绝缘性的梳齿110的固定部件105。设置具有这样的 梳齿110的固定部件105，就可向一个或多个热电变换元件30的两侧 插入梳齿IIO(参照图27的(c)(d))，由梳齿110也从两侧支持热电变换 元件30，能提高组件上的热电变换元件30的安装稳定性。还有，固定 部件105为防止短路而具有电绝缘性，所以特别是能在热电变换元件30彼此露出而对着的热电变换元件30 —侧谋求电绝缘(防止热电变换 元件30彼此的短路)，很有利。另外，在该场合优选的是，例如在冷却 面侧(低温侧)安装固定部件105的场合，在固定部件105上实施铝的阳 极氧化处理(耐酸铝处理)，在加热面侧(高温侧)安装固定部件105的场 合，在固定部件105上利用PVD(物理气相生长法)包覆不锈钢(SUS)， 或者进行玻璃涂覆。
还有，在上述实施方式中，也可以附加图28所示的构成。g卩，在 图28所示的构成中，连接器C1、 C2、 C3的第1嵌合部40、 50、 60(当 然也可以是第2嵌合部)具有短路用片130，短路用片130可弯曲且具 有在弯曲时与邻接的连接器电接触的充分长度。该短路用片130例如 固定于弯曲片e，沿着弯曲片e延伸，在从弯曲片e的端缘进一步按给 定的长度延伸的其延伸部设有修复用短路线(铁线等)可穿通的穿通孔 130a。
在这样的构成中，例如图28的(b)所示，在1个热电变换元件30' 损坏或者劣化而与连接器C1之间产生导通不良的场合，使该热电变换 元件30'两侧的短路用片130弯曲，用该弯曲部分130'通过修复用短路 线使热电变换元件30'两侧的热电变换元件30、 30彼此电短路。这样， 如果在各连接器上预先设置短路用片130，则不论哪个热电变换元件损 坏(劣化)，都不用进行更换热电变换元件等困难的作业就能简单地使连 接器间导通而将其修复。


图1是塞贝克系数测量装置的示意图。 图2是表示平板样品的电阻率的测量结果的坐标图。 图3是表示平板样品的塞贝克系数的测量结果的坐标图。 图4是表示根据图2及图3所示的电阻率及塞贝克系数求出的平 板样品的输出因子的结果的坐标图。
图5是表示棒状样品的电阻率的测量结果的坐标图。图6是表示棒状样品的塞贝克系数的测量结果的坐标图。 图7是表示根据图5及图6所示的电阻率及塞贝克系数求出的棒 状样品的输出因子的结果的坐标图。
图8是用于说明元件长度对温度差的影响的热传导模型图。 图9是表示元件长度和温度差之间的关系的坐标图。
图io是表示元件长度和产生最大输出之间的关系的坐标图。
图ll是表示把元件形状设为平板和纵型的场合的电压、电流、最 大产生输出等的计算结果的图。
图12(a)是在热电变换元件的同一排列内使用的第l热电变换元件 用连接器的展开状态的平面侧面图，(b)是在热电变换元件的邻接的排 列间使用的第2热电变换元件用连接器的展开状态的平面图，(c)在热 电变换元件的排列和外部电极之间使用的第3热电变换元件用连接器 的展开状态的平面图。
图13(a)是表示用第l热电变换元件用连接器连接同一排列内的邻 接的热电变换元件彼此的状态的立体图，(b)是第1热电变换元件用连 接器的正面图，(c)是第1热电变换元件用连接器的侧面图。
图14(a)是表示用第2热电变换元件用连接器连接在邻接的排列间 邻接的热电变换元件彼此的状态的立体图，(b)是第2热电变换元件用 连接器的正面图，(c)是第2热电变换元件用连接器的侧面图。
图15(a)表示把与外部电极连接的第3热电变换元件用连接器安装 在位于排列的最初的热电变换元件上的状态的立体图，(b)是第3热电 变换元件用连接器的正面图，(c)是第3热电变换元件用连接器的侧面 图。
图16(a)表示把与外部电极连接的第3热电变换元件用连接器安装 在位于排列的最后的热电变换元件上的状态的立体图，(b)是第3热电 变换元件用连接器的正面图，(c)是第3热电变换元件用连接器的侧面 图。
图17是用第l至第3热电变换元件用连接器按给定的排列电连接 多个热电变换元件而构成的本发明的一实施方式所涉及的热电变换组 件的立体图。
31图18是热电变换元件的立体图。
图19是对第1排列从与其延伸方向垂直的方向看去的断面图。
图20是表示相对于第1连接器滑动安装热电变换元件的情况的立体图。
图21(a)是第3连接器的变形例的展开状态的平面图，(b)是(a)的第 3连接器的弯曲状态的立体图。
图22是使用了图21的第3连接器的热电变换组件的立体图。
图23是表示连接器的变形例的概略图。
图24是表示热电变换元件的变形例的概略图。
图25表示连接器的其他变形例，(a)是表示相对于连接器滑动安装 热电变换元件的情况的侧面图，(b)是表示相对于连接器滑动安装热电 变换元件的状态的侧面图，(c)是表示在(b)的状态下向内侧弯曲连接器 的导引部的状态的侧面图。
图26是热电变换元件和连接器的安装构造的变形例，(a)是热电变 换元件的侧面图，(b)是连接器的侧面图，(c)是在连接器上安装了热电 变换元件的状态的侧面图。
图27表示连接器的又一其他变形例，(a)是在具有平面部的连接器 上安装了热电变换元件的状态的侧面图，(b)是与连接器组合或者独立 设置的固定部件的平面图，(c)是在(a)的状态下安装了固定部件的侧面 图，(d)是表示从(a)的状态安装固定部件的情况的立体图。
图28表示连接器的又一其他变形例，(a)是连接器的侧面图，(b) 是在(a)的连接器上安装了热电变换元件的状态的侧面图。
符号说明
30热电变换元件
30a、 30b主面
30c、 30d电极面
40、 42、 50、 52、 60嵌合部
44、 54连接部
64连接器引导部90第1基板
91第2基板
Al第1排列
A2第2排列
A3第3排列
A4第4排列
Cl第1连接器
C2第2连接器
C3(C3a、 Cab)第3连接器
M热电变换组件
权利要求
1. 一种热电变换组件，是在基板上配置热电变换元件，把该热电变换元件上形成的电极和与该电极不同的其他电极通过导电性的给定形状的连接器电连接而成，其特征在于，上述连接器具有与上述热电变换元件的电极嵌合安装的第1嵌合部；以及与该第1嵌合部及上述其他电极电连接的连接器引导部。
2. 根据权利要求l所述的热电变换组件，其特征在于，上述热电 变换元件具有表面积最大的主面，并且在该主面的两侧均有电极，是 按上述电极与上述基板对着且上述主面与上述基板大致垂直的方式纵 长地立设而配置的。
3. 根据权利要求1或2所述的热电变换组件，其特征在于，上述 连接器按给定的排列预先固定在上述基板上。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的热电变换组件，其特征 在于，上述热电变换元件的上述电极由位于热电变换元件两侧的一对的 第1及第2电极构成，上述热电变换元件被夹持在与上述第1电极对着的第1基板和与 上述第2电极对着的第2基板之间。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的热电变换组件，其特征 在于，上述其他电极是与热电变换组件电连接的外部电极。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的热电变换组件，其特征 在于，上述第1嵌合部具有导引上述热电变换元件的安装，在把上述 热电变换元件安装于上述第1嵌合部之后，可沿着上述热电变换元件 弯曲的导引部。
7. 根据权利要求1至6中任意一项所述的热电变换组件，其特征在于，上述第1嵌合部具有短路用片，上述短路用片可弯曲，为了在 弯曲时与邻接的连接器电接触而具有充分的长度。
8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的热电变换组件，其特征 在于，上述连接器引导部具有与配置在上述基板上的其他热电变换元 件上的其他电极嵌合安装的第2嵌合部。
9. 根据权利要求1至8中任意一项所述的热电变换组件，其特征 在于，上述连接器引导部具有在上述热电变换元件的电极面间的侧面 上从上述电极面延伸的平行部。
10. 根据权利要求1至9中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，具备固定部件，上述固定部件具有梳齿，上述梳齿可插入到 上述热电变换元件的两侧，具有电绝缘性。
11. 根据权利要求1至10中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，在上述基板上并排设置多个上述热电变换元件，从而形成给定的 排列，上述连接器包含把上述排列内的多个热电变换元件彼此电连接 起来的第1连接器；以及把与该第1连接器连接的上述排列内的最初 或最后的热电变换元件的电极和上述其他电极电连接起来的第2连接 器。
12. 根据权利要求ll所述的热电变换组件，其特征在于，上述第 2连接器所连接的上述其他电极是与上述排列邻接的其他排列内的热 电变换元件的电极。
13. 根据权利要求1至12中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，上述热电变换元件的上述电极由位于热电变换元件两侧的一对的 第1及第2电极构成，把上述第1及第2电极中的一方规定为加热面， 把另一方规定为冷却面，靠上述加热面和上述冷却面的温度差来发电。
14. 根据权利要求1至13中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，上述热电变换元件含有复合金属氧化物的烧结体。
15. 根据权利要求14所述的热电变换组件，其特征在于，上述复 合金属氧化物含有碱土金属、稀土类和锰作为构成元素。
16. 根据权利要求1至15中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，上述各热电变换元件包括彼此相同的原材料坯料。
17. 根据权利要求1至16中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，上述热电变换元件的上述电极包括位于热电变换元件两侧的一对 的第l及第2电极，具有与上述第1电极嵌合的第1嵌合部的一方连接器和具有与上 述第2电极嵌合的第2嵌合部的另一方连接器按能插入上述热电变换 元件的方式使该嵌合部彼此对着邻接，未安装上述热电变换元件的状态下的上述一方连接器的第1嵌合 部和上述另一方连接器的第2嵌合部之间的距离设定得比热电变换元 件上的第1电极和第2电极之间的距离短。
18. 根据权利要求1至17中任意一项所述的热电变换组件，其特 征在于，上述第1嵌合部或上述第2嵌合部具有与热电变换元件的固 定用槽卡紧的钩状的卡合部。
19. 一种用于把热电变换元件的电极与其他电极电连接的热电变 换元件用连接器，其特征在于，具有与上述热电变换元件的电极嵌合安装的第1嵌合部和与该第 1嵌合部及上述其他电极电连接的连接器引导部。
20. 根据权利要求18所述的热电变换元件用连接器，其特征在于， 上述连接器引导部具有与上述其他电极嵌合安装的第2嵌合部。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种没有导通不良的电可靠性高的热电变换组件及热电变换元件用连接器。在本发明的一实施方式所涉及的热电变换组件(M)中，各热电变换元件(30)具有第1及第2电极面(30c、30d)，并且互相邻接的热电变换元件(30、30)彼此通过给定形状的连接器(C1、C2)而电连接。还有，连接器(C1(C2))具有一对嵌合部(40、42(50、52))和连接该一对嵌合部彼此的连接部(44(54))，一对嵌合部(40、42(50、52))分别嵌合安装于互相邻接的热电变换元件(30、30)中的一方的第1电极面(30c)和另一方的第2电极面(30d)。
文档编号H01L35/32GK101454915SQ20078001941
公开日2009年6月10日 申请日期2007年6月11日 优先权日2006年6月14日
发明者高桥恒 申请人:阿鲁策株式会社