热电元件、热电模块及其制造方法
【技术领域】
[0001](相关申请的交叉引用)
[0002 ] 本申请要求基于2013年1月30日在日本提交的日本专利申请第2013-224989号的优先权，其全部公开内容通过参引并入本文。
[0003]本公开涉及热电元件、具有该热电元件的热电模块、以及该热电模块的制造方法。
【背景技术】
[0004]作为利用所谓的赛贝克(Seebeck)效应或佩尔捷(Peltier)效应的热电模块(也称为热电转换模块)，专利文件I中公开的下面内容是已知的。在这种热电模块中，交替布置的P型和N型热电元件(也称为热电转换元件)布置在一对其中(其上)形成有预定电极图案的基板之间。
[0005]引用列表
[0006]专利文献
[0007]PTL 1:JP2009-206497A
【发明内容】
[0008]技术问题
[0009]本发明给出了以下分析。
[0010]在这种常规的上述热电模块中，必须将多个(大量)热电元件以预定位置布置(执行定位)至基板上的电极图案上。热电元件和电极图案通常通过钎焊等依次连接。因此，在制造这种常规的上述热电模块时，必须执行热电元件相对于电极图案的精确定位，以及在保持这种定位状态的情况下使热电元件与电极图案连接。因此，热电模块的制造工艺非常复杂。
[0011]本发明是鉴于上述情况等做出的。也就是说，本发明的目的是节省在由热电元件和电极制造热电模块时用于热电元件与电极之间的定位和连接的劳动和时间。
[0012]问题的解决方案
[0013]在第一方面中，提供了一种热电元件，其包括:
[0014]在热电元件的沿电动势产生方向的至少一个端部(侧)上形成的螺纹部。
[0015]在优选的热电元件中，热电元件具有螺钉螺纹轮廓。
[0016]在该优选的热电元件中，热电元件通过使用消失模的精密铸造形成。
[0017]在第二方面中，提供了一种热电模块，其包括:
[0018]第一热电元件，所述第一热电元件具有P型或N型中的一种热电特性，并且具有在第一热电元件的沿电动势产生方向的至少一个端部上形成的螺纹部；
[0019]第二热电元件，所述第二热电元件具有P型或N型中的另一种热电特性，并且具有在第二热电元件的沿电动势产生方向的至少一个端部上形成的螺纹部；以及
[0020]连接电极构件，所述连接电极构件设置成利用第一热电元件的螺纹和第二热电元件的螺纹将第一热电元件的一个端部和第二热电元件的一个端部紧固至连接电极构件，以使连接电极构件电连接在第一热电元件与第二热电元件之间。
[0021]在优选的热电模块中，第一热电元件和第二热电元件具有螺钉螺纹轮廓，并且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与连接电极构件旋拧在一起，从而使连接电极构件电连接在第一热电元件与第二热电元件之间。
[0022]在第三方面中，提供了一种热电模块，其包括:
[0023]第一热电元件，所述第一热电元件具有P型或N型中的一种热电特性，并且具有螺钉螺纹轮廓；
[0024]第二热电元件，所述第二热电元件具有P型或N型中的另一种热电特性，并且具有螺钉螺纹轮廓；
[0025]第三热电元件，所述第三热电元件具有P型或N型中的所述一种热电特性，并且具有螺钉螺纹轮廓；
[0026]第四热电元件，所述第四热电元件具有P型或N型中的所述另一种热电特性，并且具有螺钉螺纹轮廓；
[0027]第一连接电极构件，第一热电元件的顶部和第二热电元件的顶部分别与第一连接电极构件旋拧在一起以使第一连接电极构件电连接在第一热电元件与第二热电元件之间，
[0028]第二连接电极构件，第三热电元件的顶部和第四热电元件的顶部分别与第二连接电极构件旋拧在一起以使第二连接电极构件电连接在第三热电元件与第四热电元件之间；以及
[0029]第三连接电极构件，所述第三连接电极构件设置成桥接在第二热电元件的基端部与第三热电元件的基端部之间以使第三连接电极构件电连接在第二热电元件与第三热电元件之间。
[0030]在优选的热电模块中，第三连接电极构件设置有贯通孔，第二热电元件的螺纹部和第三热电元件的螺纹部穿过所述贯通孔而未配合(即，具有容差或没有固定啮合)，并且
[0031]第二热电元件的基端部和第三热电元件的基端部利用分别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。
[0032]在优选的热电元件(或模块)中，热电元件在热电元件的沿电动势产生方向的另一端部上形成有螺纹部。
[0033]在优选的热电元件(或模块)中，热电元件在另一端部上形成有头部。
[0034]在第四方面中，提供了一种热电模块，其包括:
[0035]P型热电元件，所述P型热电元件在两个端部上具有螺纹部；
[0036]N型热电元件，所述N型热电元件在两个端部上具有螺纹部；以及
[0037]连接电极构件，P型热电元件和N型热电元件利用P型热电元件的螺纹和N型热电元件的螺纹紧固至所述连接电极构件以使所述连接电极构件电连接在P型热电元件与N型热电元件之间。
[0038]在第五方面中，提供了一种热电模块的制造方法，其包括:
[0039]将第一热电元件的一个端部与连接电极构件旋拧在一起。
[0040]优选的方法还包括通过将螺母拧紧到第一热电元件的另一端部上以将另一连接电极构件夹在第一热电元件的头部与螺母之间来将第一热电元件的头部固定在另一连接电极构件上。
[0041]优选的方法还包括通过将第二热电元件的一个端部与连接电极构件旋拧在一起经由所述连接电极构件来将具有与第一热电元件不同的热电特性的第二热电元件电连接至第一热电元件。
[0042]发明的有益效果
[0043]在第一方面中，热电元件在沿电动势产生方向的一个端部中具有螺纹部。因此，能够通过利用这样的螺纹部固定热电元件和电极构件(例如，电极构件由具有电极图案的基板制成，或由金属板制成等)而形成连接，即热电元件与电极构件之间的电连接。此外，例如通过在电极构件中的预定位置处预先提供与热电元件的螺纹部对应的螺纹孔或贯通孔等，非常容易在热电元件与电极构件之间进行定位。
[0044]在优选的模式中，热电元件具有螺钉螺纹轮廓。例如，热电元件与由金属板等制成的连接电极构件旋拧(螺纹接合)在一起，使得热电元件和连接电极构件彼此电连接。此外，例如通过在连接电极构件中的预定位置处预先提供螺纹孔或贯通孔等，非常容易在热电元件与电极构件之间或者相邻热电元件之间进行定位。此外，由于螺纹部的螺钉螺纹起散热片的作用，因此，促使热电元件的两个端部之间产生温度差。因而，获得了优异的热电转换能力。
[0045]在优选的模式中，热电元件通过使用消失模(evaporativepattern)的精密铸造形成。例如，能够使用所谓的失蜡铸造法作为使用消失模的精密铸造。因此，在优异的批量生产率的情况下提供了具有上述轮廓的热电元件。
[0046]在第二方面中，由于分别形成在第一热电元件的沿电动势产生方向的一个端部上和第二热电元件的沿电动势产生方向的一个端部上的螺纹部，连接电极构件被固定至第一热电元件和第二热电元件(第二热电元件具有与第一热电元件不同的热电特性)。因此，实现了连接，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，第一热电元件和第二热电元件的上述一个端部通过连接电极构件彼此电连接。此外，例如通过在连接电极构件中的预定位置处预先提供螺纹孔或贯通孔等，非常容易在第一热电元件和第二热电元件与连接电极构件之间进行定位，以及在相邻的第一热电元件与第二