热电元件、热电模块及其制造方法_2

文档序号:9925465阅读:来源:国知局
热电元件进行定位。因此,可以通过简单的制造工艺实现配备有多个热电元件的热电模块。
[0047]在优选的模式中,以螺钉螺纹轮廓形成的第一热电元件的一个端部与连接电极构件旋拧在一起。此外,以螺钉螺纹轮廓形成的第二热电元件(具有与第一热电元件不同的热电特性)的一个端部与连接电极构件旋拧在一起。因此,形成了连接,即,第一和第二热电元件与连接电极构件之间的电连接。此外,第一热电元件的所述一个端部和第二热电元件的所述一个端部通过连接电极构件电连接。因此,根据本公开,可以通过简单的制造工艺实现配备有多个热电元件的热电模块。
[0048]在第三方面中,以螺钉状外部形状形成的第一热电元件的顶部(一个端部)与第一连接电极构件旋拧在一起。此外,以螺钉螺纹轮廓形成的第二热电元件(具有与第一热电元件不同的热电特性)的顶部(一个端部)与第一连接电极构件旋拧在一起。因此,形成了连接,即,第一和第二热电元件与第一连接电极构件之间的电连接。此外,第一热电元件的顶部(一个端部)和第二热电元件的顶部(一个端部)通过第一连接电极构件电连接。
[0049]类似地,具有螺纹轮廓的第三热电元件(具有与第一热电元件相同但与第二热电元件不同的热电特性)的顶部(一个端部)与第二连接电极构件旋拧在一起。此外,第四热电元件的顶部(一个端部)与第二连接电极构件旋拧在一起。第四热电元件具有与第二热电元件相同但与第一和第三热电元件不同的热电特性。第四热电元件以螺钉螺纹轮廓形成。因此,形成了连接,即,第三和第四热电元件与第二连接电极构件之间的电连接。此外,第三热电元件的顶部(一个端部)和第四热电元件的顶部(一个端部)通过第二连接电极构件电连接。
[0050]此外,第三连接电极构件设置成桥接在第二热电元件的基(另一)端部与第三热电元件的基(另一)端部之间。因此,第二热电元件的基端部和第三热电元件的基端部通过第三连接电极构件电连接。于是,第一热电元件、第二电元件、第三热电元件、第四热电元件在以热学上并联且在电学上串联的方式布置的状态下彼此连接。
[0051]例如通过在第一连接电极构件中的预定位置处预先提供螺孔或贯通孔等,非常容易在第一和第二热电元件与第一连接电极构件之间进行定位以及对相邻的第一热电元件与第二热电元件进行定位。这同样适用于第三热电元件、第四热电元件和第二连接电极构件。因此,根据本方面,可以通过简单的制造工艺实现配备有所谓的“PI型”结构的热电模块。
[0052]在基于第二方面的优选的模式中,第二热电元件的螺纹部和第三热电元件的螺纹部穿过第三连接电极构件的贯通孔。然后,第二热电元件和第三热电元件在这些元件的基端部(另一侧)上、利用与第二热电元件的螺纹部和第三热电元件的螺纹部旋拧在一起的螺母而紧固至第三连接电极构件。因此,形成了连接,即,第二和第三热电元件与第三连接电极构件之间的电连接。同时,第二热电元件的基端部和第三热电元件的基端部经由第三连接电极构件电连接。以这种方式,第一热电元件、第二电元件、第三热电元件、第四热电元件在以热学上并联且在电学上串联的方式布置的状态下彼此连接。
[0053]由于在第三连接电极构件中的预定位置处预先设置的上述贯通孔,非常容易在第二和第三热电元件与第三连接电极构件之间进行定位,以及在相邻元件(即第二热电元件与第三热电元件)之间进行定位。因此,可以通过简单的制造工艺实现配备有所谓的“PI型”结构的热电模块。
[0054]如上面说明的,根据本公开,能够节省用于热电元件与电极之间的定位和连接的劳动和时间。
【附图说明】
[0055]图1是示出了根据一个示例性实施方案的热电元件的外观的立体图。
[0056]图2是示出了根据一个示例性实施方案的装配有图1中所示的热电元件的热电模块的外观的侧视图。
[0057]图3是示出了用于图1中所示热电元件的制造方法的失蜡树的外观的平面图。
[0058]图4是示出了图2中所示的热电模块的一个修改方案的主要结构部分的侧视图。
【具体实施方式】
[0059]在下文中,参照附图对本公开的一个示例性实施方案进行说明。此外,由于当将修改方案和/或变化方案插入相关的一个示例性实施方案的说明中时会干扰对该示例性实施方案的说明的理解,因此在说明书的末尾处示出这些修改方案和/或变化方案。
[0060]〈热电元件和热电模块的结构〉
[0061]如图1中所示,根据一个示例性实施方案的热电元件10具有螺钉螺纹轮廓(该螺钉螺纹轮廓也应用于图2中所示的热电元件I Oa、I Ob、I Oc和I Od)。具体地,该热电元件1设置有圆棒状杆11和与杆11 一体地形成的头部12。头部12形成在与顶部13相反的另一端部(基端)上。头部12以倒截头圆锥的形状形成。也就是说,热电元件10以所谓的平头螺钉螺纹的形状形成。
[0062]热电元件10被使用使得轴向方向(其与杆11的中心轴线平行)为电动势产生方向。具体地,该热电元件10构造成因头部12与顶部13之间的温度差而在轴向方向上产生电动势。在此,在热电元件10的至少顶部13上形成有构成外螺纹的螺纹部14。另外,在本示例性实施方案中,螺纹部14从靠近头部12的位置形成至顶部13。
[0063]热电元件10例如通过失錯铸造法无缝且一体地形成。具体地,热电元件10由能够在铸造状态(as-cast state)或对铸态铸造产品适当施用热处理的状态下用作热电元件的合金材料形成。作为这样的材料,合适地使用可以通过熔融制造的材料,例如,已知Fe-V-Al基材料(例如,参见 JP2007-227755A)、Fe-Si 类材料(例如,参见 JP-H08-274380A等)、Mg-Si基材料、Mn-Si基材料等。
[0064]如图2中所示,除了多个热电元件10a、10b、10c和1d之外,本公开的一个示例性实施方案所涉及的热电模块20还设置有第一连接电极构件21、第二连接电极构件22、第三连接电极构件23和螺母24。在下文中,参照图1和图2详细说明了热电模块20的结构。
[0065]P型热电元件1a(对应于本公开的“第一热电元件”)和N型热电元件1b(对应于本公开的“第二热电元件”)通过由铜板制成的第一连接电极构件21电连接。具体地,热电元件1a的顶部13和热电元件1b的顶部13与在第一连接电极构件21中预先形成的固定孔25或螺纹孔旋拧在一起。因此,实现了连接,即,热电元件10a、10b与第一连接电极构件21之间的电连接。
[0066]类似地,P型热电元件1c(对应于本公开的“第三热电元件”)和N型热电元件1d(对应于本公开的“第四热电元件”)通过由铜板制成的第二连接电极构件22电连接。具体地,热电元件1c的顶部13和热电元件1d的顶部13与在第二连接电极构件22中预先形成的固定孔25或螺纹孔旋拧在一起。因此,实现了连接,S卩,热电元件10c、10d与第二连接电极构件22之间的电连接。
[0067]由铜板制成的第三连接电极构件23设置成桥接在热电元件1b的头部12与热电元件1c的头部12之间。第三连接电极构件23利用螺母24固定至热电元件1b的头部12和热电元件1c的头部12,螺母24分别与热电元件1b的螺纹部14和热电元件1c的螺纹部14旋拧在一起。因此,实现了连接,即,热电元件10b、10c与第三连接电极构件23之间的电连接。
[0068]具体地,在第三连接电极构件23中,设置有贯通孔26,热电元件1b的杆11和热电元件1c的杆11穿过贯通孔26而未配合(S卩,没有固定螺纹接合)。螺纹部14几乎完全形成在杆上。这些贯通孔26以大致柱形(S卩,柱形孔)的形状形成。另外,在本示例性实施方案中,在图2中贯通孔26的上侧(S卩,在与热电元件1b的头部12和热电元件1c的头12部对应的位置中)形成有埋头孔座部27。埋头孔座部27(8卩,以与头部的锥形
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