JP4274334B2 - Thermoelectric power generation element and manufacturing method thereof - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、熱電効果を利用した発電装置およびその製造方法に関し、特に、異種材料を接合した熱発電素子の構造の簡素化と製造の容易化を図った発電装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
環境への配慮や省エネルギの観点から、特にアイドリング時の排気ガスや燃料消費を抑えるために、車両を停止させるとエンジンが自動停止し、停止状態からスロットルグリップが捻られて発進が指示されると、エンジンを自動的に再始動して車両を発進させるエンジン停止始動制御装置が、特開昭６３−７５３２３号公報に記載されている。このようなエンジン停止始動制御装置を搭載した車両では、エンジン始動が頻繁に行われて電力消費量が増えるため、バッテリの充電量を常に十分に保っておくことが望ましい。
【０００３】
バッテリの充電量を十分に保持するため、エンジン回転を電気エネルギに変換するオルタネータとは別に、エンジンの排気熱を電気エネルギに変換する熱電変換装置が設けられることがある。例えば実開平３−１２０６９５号公報には前記熱電変換装置が開示されている。
【０００４】
また、ゼーベック効果を利用した発電装置の例として、図３０のものが知られている（特許２６５４３２６号公報）。図３０において、熱発電素子１Ａはｎ形半導体１Ｂおよびｐ形半導体１Ｃならびにこれら２種類の半導体を結合する電極１Ｄ，１Ｅからなる。この熱発電素子１Ａでは、半導体１Ｂおよび１Ｃの接合部、つまり電極１Ｄおよび電極１Ｅ間に温度差が存在すると、電極１Ｄ，１Ｅ間に電位Ｖが発生する。したがって、この熱発電素子１Ａを多数連結することにより、発電電力が大きな発電装置を形成することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記熱発電素子１Ａの組立てでは、電極１Ｄ，１Ｅをそれぞれｎ形半導体１Ｂおよびｐ形半導体１Ｃに接合する作業が必要であるため、組立工程に手間がかかりすぎるという問題点があった。また、熱発電素子１Ａは、これを多数結合した場合に発電装置の全体形状が平面的になるため、大きい発電電力を得ようとしたときに形状の自由度が低いという問題点があった。形状の自由度が低いと、発電装置の設置場所が制限されるため、例えば、曲面に沿って熱発電素子を拡張していくことが困難であった。
【０００６】
本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、製造容易で、かつ全体形状の自由度が高い熱発電素子およびその製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するために、本発明は、熱発電素子を構成する第１部材および第２部材が、温接点側および冷接点側に亘る主部分と、前記第１部材および第２部材の温接点側を互いに接合するための第１突出部分と、前記第１部材および第２部材の冷接点側を互いに接合するための第２突出部分とからなり、前記第１および第２突出部分は、前記第１部材および第２部材のいずれかの主部分と一体的に形成されている点に第１の特徴があり、さらに、前記熱発電素子が、型成型によって形成され、前記第１および第２部材は該型成型時に互いに一体に接合されている点に第２の特徴がある。
【０００８】
また、本発明は、熱発電素子を構成する第１部材の素材を注入するための第１キャビティを形成する段階と、前記第１キャビティに第１部材の素材を注入する段階と、第２部材の素材を注入するための第２キャビティを形成する段階と、前記第２キャビティに第２部材の素材を注入する段階とからなり、前記第１キャビティは複数の第１部材および該複数の第１部材を連結する第１連結部に対応し、前記第２キャビティは複数の第２部材および該複数の第２部材を連結する第２連結部に対応するように設定されているとともに、前記第１連結部および第２連結部を、型ばらし後に切断する段階をさらに具備した点に第３の特徴がある。
【０００９】
上記特徴によれば、熱発電素子を構成する２つの部材を接続するための突出部分が主部分と一体に形成されているので、構成要素を少なくすることができ、製造工程を簡略化することができる。特に、第２および第３の特徴では、型成型によって第１部材および第２部材の成型時に互いの接合をも同時に行うことができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。本実施形態では、車両のオルタネータと併用される熱発電装置の例を説明する。図１は、本発明の一実施形態である熱発電素子を組み込んだ発電装置が搭載されるスクータ型自動二輪車１の全体側面図である。
【００１１】
車体前部２と車体後部３とは低いフロア部４を介して連結されており、車体の骨格をなす車体フレームは、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とから構成される。燃料タンクおよび収納ボックス（共に図示せず）はメインパイプ７により支持され、その上方にシート８が配置されている。
【００１２】
一方、車体前部２では、ステアリングヘッド５に軸支されて上方にハンドル１１が設けられ、下方にフロントフォーク１２が延び、その下端に前輪１３が軸支されている。ハンドル１１の上部は計器板を兼ねたハンドルカバー３３で覆われている。メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット１５が突設され、このブラケット１５には、リンク部材１６を介してスイングユニット１７が揺動自在に連結支持されている。
【００１３】
スイングユニット１７には、その前部に単気筒の２ストロークエンジン２００が搭載されている。このエンジン２００から後方にかけてベルト式無段変速機３５が構成され、その後部には遠心クラッチを介して設けられた減速機構３８があり、減速機構３８には後輪２１が軸支されている。減速機構３８の上端とメインパイプ７の上部屈曲部との間にはリヤクッション２２が介装されている。スイングユニット１７の上部には、エンジン２００のシリンダヘッド３２の上部から延出した吸気管２３に接続された気化器２４および同気化器２４に連結されるエアクリーナ２５が配設されている。
【００１４】
ユニットスイングケース３１の下部に突設されたハンガーブラケット１８には、メインスタンド２６が枢着されており、ベルト式無段変速機３５の伝動ケースカバー３６から突出したキック軸２７にキックアーム２８の基端が固着され、キックアーム２８の先端にキックペダル２９が設けられている。
【００１５】
図２は、前記自動二輪車１の計器盤回りの平面図であり、ハンドルカバー３３の計器盤９０内には、スピードメータ９１と共にスタンバイインジケータ５６およびバッテリインジケータ７６が設けられている。このスタンバイインジケータ５６は、後に詳述するように、エンジンの停止始動制御中におけるエンジン停止時に点滅し、スロットルを開ければ直ちにエンジンが始動されて発進し得る状態にあることを運転者に警告する。バッテリインジケータ７６は、バッテリ電圧が低下すると点灯してバッテリの充電不足を運転者に警告する。
【００１６】
ハンドルカバー３３には、アイドリングを許可または制限するためのアイドルスイッチ５３およびスタータモータを起動するためのスタータスイッチ５８が設けられている。ハンドル１１の右端部には、スロットルグリップ９２およびブレーキレバー９３が設けられている。なお、左右のスロットルグリップの付根部分等には、従来の二輪車と同様にホーンスイッチやウインカスイッチを備えているが、ここでは図示を省略する。
【００１７】
図３はシート８前部つまりヒンジ部分８ａの構造を模式的に示した図である。シート８の裏面前方に固定されているヒンジ部材８１には、垂直方向に沿って長孔８２が形成されている。長孔８２には車両本体側に固定されたヒンジ軸８５が貫通し、シート８はヒンジ軸８５を中心に揺動自在かつ上下動自在に軸支される。ヒンジ部材８１の裏面と対向する車両本体側には、プランジャ８３ａを弾発するコイルスプリング８３および着座スイッチ５４が設けられている。
【００１８】
この構成において、運転者がシート８に着席していない非着座状態では、同図(a) に示したように、ヒンジ軸８５が長孔８２の下側端部に当接するまで、シート８がコイルスプリング８３によって押し上げられるので、着座スイッチ５４はオフ状態となる。
【００１９】
これに対して、運転者がシート８に着席した着座状態では、同図(b) に示したように、シート８がコイルスプリング８３の弾性力に抗して押し下げられるので、着座スイッチ５４はオン状態となる。したがって、着座スイッチ５４の状態を監視すれば、運転者が着座しているか否かを認識することができる。また、本実施形態ではシート８の前側に着座スイッチ５４を設けたので、運転者が小柄であっても着座しているか否かを確実に検知することができる。
【００２０】
図４は、前記スロットルグリップ９２の主要部の断面図であり、同図(b) は同図(a) のＩ−Ｉ線での断面図である。ハンドルパイプ１８１には、同図(a) に示したように、スロットルグリップ本体１８２が回動自在に挿貫され、スロットルグリップ本体１８２の周囲はグリップカバー１８３で覆われている。スロットルグリップ本体１８２は、その円周に沿ってフランジ部１８２ａを具備し、同図(b) に示したように、このフランジ部１８２ａにスロットルワイヤ１８５の一端１８５ａが係止されている。スロットルグリップ本体１８２は、スプリング１８４の弾性力によって常にスロットル閉側へ弾発されており、運転者がスプリング１８４の弾性力に抗してスロットルグリップ本体１８２を開方向へ捻ると、スロットルワイヤ１８５が巻き込まれてスロットルが開く。
【００２１】
また、本実施形態では、スロットルグリップが全閉状態で接点を閉じ（または開き）、スロットルグリップが予定角度だけ開いたときに接点を開く（または閉じる）スロットルスイッチ５２が設けられている。スロットルスイッチ５２は、スロットルが実際に開き始める前の遊び範囲の角度θ内で接点が開く（または閉じる）ように構成されている。このような構成によれば、スロットルグリップ９２を角度θ内で操作することにより、実際にスロットルを開くことなくスロットルスイッチ５２をオン（またはオフ）にすることができる。したがって、停車状態でもエンジンを運転者の意思で運転させておくことが可能になる。
【００２２】
また、遊び角度θ以上にスロットルグリップ９２を回動させて実際にスロットルが開き始める際にスロットルスプリング（図示せず）の弾性力が新たに付加されるので、それ以前つまり遊び角度θ内でのスロットルスイッチ５２の開閉つまりスロットルグリップ９２の操作には大きな力を必要としない。
【００２３】
図５は、図１におけるエンジン２００をＩＩ−ＩＩ線に沿って切断した断面図である。エンジン２００は、左右水平方向に指向したクランク軸２０１を回転自在に支持する左右のクランクケース２０２Ｌ、２０２Ｒを合体したクランクケース２０２に、シリンダブロック２０３およびシリンダヘッド２０４が順次組合わされ、シリンダブロック２０３には、図示しない排気通路のほかシリンダボアに開口する掃気ポートから掃気通路２０５が形成されてクランクケース２０２のクランク室と連通している。
【００２４】
シリンダヘッド２０４には、点火プラグ２０６が燃焼室に向け嵌着され、この点火プラグ２０６の露出部を除き、シリンダヘッド２０４およびシリンダブロック２０３はファンシェラウド２０７で覆われる。
【００２５】
シリンダブロック２０３の排気ポートに連結された排気管２５５には、排気熱を利用して熱起電力を発生する発電装置７８が、シリンダブロック近傍の外周部を覆うように取り付けられている。この発電装置７８には、後に詳述するように、シリンダブロック２０３内の水ジャケット２１３から配管７８ａを介して冷却水が供給される。発電装置７８内を循環した冷却水は、配管７８ｂを介してシリンダヘッド２０４に戻される。
【００２６】
左クランクケース２０２Ｌは、ベルト式無段変速室ケースを兼ねており、左クランクケース２０２Ｌを貫通して延びたクランク軸２０１にはベルト駆動プーリ２１０が共に回転可能に設けられている。ベルト駆動プーリ２１０は、固定側プーリ半体２１０Ｌと可動側プーリ半体２１０Ｒとからなり、固定側プーリ半体２１０Ｌはクランク軸２０１の左端部にボス２１１を介して固着され、その右側に可動側プーリ半体２１０Ｒがクランク軸２０１にスプライン嵌合され、固定側プーリ半体２１０Ｌに接近・離反することができる。両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間にはＶベルト２１２が挟まれて巻き掛けられる。
【００２７】
可動側プーリ半体２１０Ｒの右側ではカムプレート２１５がクランク軸２０１に固着されており、その外周端に設けたスライドピース２１５ａが、可動側プーリ半体２１０Ｒの外周端で軸方向に形成したカムプレート摺動ボス部２１０Ｒａに摺動自在に係合している。可動側プーリ半体２１０Ｒのカムプレート２１５側側面は、カムプレート２１５側に向けたテーパ面を有しており、該テーパ面内側にカムプレート２１５に挟まれたドライウェイトローラ２１６が収容されている。
【００２８】
したがって、クランク軸２０１の回転速度が増大すると、可動側プーリ半体２１０Ｒとカムプレート２１５間にあって共に回転するドライウェイトローラ２１６が、遠心力により遠心方向に移動し、可動側プーリ半体２１０Ｒはドライウェイトローラ２１６に押圧されて左方に移動して固定側プーリ半体２１０Ｌに接近し、両プーリ半体２１０Ｌ、２１０Ｒ間に挟まれたＶベルト２１２を遠心方向に移動させ巻き掛け径を大きくするように構成されている。ベルト駆動プーリ２１０に対応して、後方の図示しないベルト被動プーリにＶベルト２１２が巻き掛けられて、動力が自動調整されて後方の減速機構等に遠心クラッチを介して伝達され、後輪を駆動する。
【００２９】
前記ベルト式無段変速機室を左側から覆う伝動ケースカバー２２０は、前方のベルト駆動プーリ２１０から後方に延出しており、キック軸２７が回動自在に貫通支持されており、キック軸２７の内側端部には駆動ヘリカルギヤ２２２が嵌着され、リターンスプリング２２３により付勢されている。そして伝動ケースカバー２２０の前部内面には、クランク軸２０１と同軸に摺動軸２２４が回転かつ軸方向の摺動可能に支持されており、摺動軸２２４には被動ヘリカルギヤ２２５が形成されて前記駆動ヘリカルギヤ２２２と噛合すると共に、右端にはラチェットホイール２２６が固着され、全体がフリクションスプリング２２７により左方に付勢されている。
【００３０】
一方、クランク軸２０１側のボス２１１には、ラチェットホイール２２６に対向してラチェットが形成されており、両者は摺動軸２２４の摺動で接離可能である。したがって、前記キックペダル２９が踏み込まれ、キック軸２７がリターンスプリング２２３に抗して回転すると、キック軸２７と一体に駆動ヘリカルギヤ２２２が回転して、これと噛合する被動ヘリカルギヤ２２５が摺動軸２２４と一体に回転しながらフリクションスプリング２２７に抗して右方に摺動して、ラチェットホイール２２６がボス２１１のラチェットと噛み合ってクランク軸２０１を強制的に回転させエンジン２００を始動することができる。
【００３１】
他方、右クランクケース２０２Ｒは、クランク軸２０１を回転自在に支持する主軸受２０９の右側に略円筒状をなして延出しており、その中心軸にクランク軸２０１が突出している。この右クランクケース２０２Ｒの円筒内には、スタータモータとしての機能と、ＡＣジェネレータ（ＡＣＧ）としての機能とを組み合わせた始動兼発電装置２５０が配設されている。
【００３２】
クランク軸２０１の先端テーパ部にはインナーロータ（回転内磁型ロータ）２５１が嵌合され、ナット２５３で固着されて一体に回転する。インナーロータ２５１の外周面には６か所の断面円弧状溝が形成され、各溝にネオジューム鉄ボロン製のマグネット２７１が嵌着されている。
【００３３】
インナーロータ２５１の外周囲に配設されるアウターステータ２７０は、その外周縁部をクランクケース２０２の円筒壁２０２ａにボルト２７９により螺着されて支持される。アウターステータ２７０のステータコアは、薄鋼板を積層してなり、外周縁の円環状部分から中心方向に延出した複数のティースに発電コイル２７２と始動コイル２７３とが巻回されている。この発電コイル２７２と始動コイル２７３とは、クランク軸方向の内側に偏らせてティースに巻き付けており、軸方向外側への突出量を小さくしている。
【００３４】
一方、クランクケース２０２の円筒壁２０２ａ内を軸方向内側へ外側に比べ大きく突出した発電コイル２７２と始動コイル２７３とは、環状をなしてその内側に内空間を形成しており、この内空間に整流ブラシ機構２６３が構成されている。前記内空間においてクランク軸２０１に貫通されたブラシホルダ２６２は、クランク軸２０１に対して周方向の相対的な回転を禁止し、軸方向の摺動のみを許容して嵌合されており、インナーロータ２５１との間にスプリング２７４が介装されてブラシホルダ２６２は軸方向内側へ付勢されている。
【００３５】
ブラシホルダ２６２の内側面には、複数の所定箇所にブラシ２６１がスプリングに付勢されて突出している。このブラシホルダ２６２の内側面に対向して整流子ホルダ２６５が、中央をクランク軸２０１に貫通されて外周縁を前記軸方向内側へ大きく突出した発電コイル２７２と始動コイル２７３の部分に固定支持されている。
【００３６】
整流子ホルダ２６５のブラシホルダ２６２に対向する面の所定箇所に整流子片２６７が同心円状に配設されている。固定された整流子ホルダ２６５に対してクランク軸２０１と共に回転するブラシホルダ２６２が離間／接近し、接近したときはブラシ２６１が所要の整流子片２６７に接触する。
【００３７】
ー方、インナーロータ２５１のクランク軸方向外側は、クランク軸２０１の先端に螺合されたナット２５３の周囲を覆う内円筒部２３１と、その外側を覆う同心の外円筒部２３２とが軸方向外方に延出しており、ここにガバナ機構２３０が構成される。すなわち、外円筒部２３２は、内周面にテーパが形成されてガバナアウタを構成しており、内円筒部２３１の外周に軸方向に摺動自在にガバナインナ２３３が嵌合され、ガバナインナ２３３と外円筒部２３２との間にガバナウエイトであるボール２３４が介装されている。
【００３８】
このガバナ機構２３０の軸方向に摺動するガバナインナ２３３に一端を固着された連結軸２３５がインナーロータ２５１をクランク軸２０１と平行に貫通し、先端をブラシホルダ２６２に嵌着している。連結軸２３５は、ガバナインナ２３３とブラシホルダ２６２とを連結して互いに一体としてクランク軸方向に移動できるようにしている。
【００３９】
クランク軸２０１が停止しているときは、ブラシホルダ２６２がスプリング２２３の付勢力により軸方向内方に移動していてブラシ２６１が整流子片２６７に接触する。したがって、バッテリから電流が供給されるとブラシ２６１と整流子片２６７との接触を経て始動コイル２７３に流れインナーロータ２５１に回転トルクを生じ、クランク軸２０１を回転させてエンジン２００を始動させることができる。
【００４０】
機関回転数が上がると遠心力によりボール２３４が外円筒部２３２のテーパ内面を外周方向に移動することでガバナインナ２３３を軸方向外方へ摺動させる。そうすると、連結軸２３５を介してブラシホルダ２６２も軸方向外方に移動し、機関回転数が所定値を越えるとブラシ２６１が整流子片２６７から自動的に離れ、以後は発電コイル２７２によりバッテリへの充電がなされる。
【００４１】
上記ガバナ機構２３０を構成する外円筒部２３２の端縁部にクランク角検出用の円環板状のロータ２４０が、その内周縁を嵌着して一体に設けられており、ロータ２４０の外周縁に近接して角度センサ４９が所定位置に配設されている。クランク軸２０１とインナーロータ２５１を介して一体に回転するロータ２４０の外周縁に形成された刻みを角度センサ４９が検出してクランク角を判断する。円環板状のロータ２４０は、アウターステータ２７０の発電コイル２７２および始動コイル２７３を外側から覆っている。そして、ロータ２４０の軸方向外側にエンジン強制空冷用のファン部材２８０が一体に設けられている。
【００４２】
ファン部材２８０は、その中央円錐部２８０ａの裾部分をボルト２４６によりインナーロータ２５１の外円筒部２３２に固着されており、その外周に設けられたファン２８０ｂはロータ２４０より外側方に立設するような構造となっている。ファン部材２８０はファンカバー２８１で覆われている。
【００４３】
本実施形態に係るエンジン始動兼発電装置は以上のように構成され、インナーロータ２５１の軸方向内側に整流ブラシ機構２６３を配設し、軸方向外側には整流ブラシ機構２６３と切り離してガバナ機構２３０を配設したので、クランク軸外方向への膨出量が小さく抑えられる。
【００４４】
また、アウターステータ２７０のステータコアのヨークに巻回される発電コイル２７２および始動コイル２７３の巻回状態が軸方向内側に偏って外側への突出量を小さくしているので、その外側のロータ２４０やファン部材２８０を軸方向外側に位置させずにすみ、クランク軸外方向への膨出量をより一層小さく抑えることができる。
【００４５】
ファン２８０ｂの回転によりファンカバー２８１の外気吸入口２８１ａから導入された外気は、中央円錐部２８０ａに沿って外周に広がるが、ロータ２４０が導入空気を遮断して始動兼発電装置２５０側への侵入を防止しているので、始動兼発電装置２５０よりさらに奥側（軸方向内側）にある整流ブラシ機構２６３には外気が侵入しにくく、したがって外気に含まれる塵埃の影響を整流ブラシ機構２６３が受けることを防止している。
【００４６】
図６は、上記クランク軸２０１を直接回転させる始動兼発電装置２５０を備えたエンジン２００における始動停止制御システムの全体構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。
【００４７】
本実施形態のエンジン停止始動システムは、アイドリングが制限される動作モードと許可される動作モードとを備えている。さらに具体的にいえば、車両を停止させるとエンジンが自動停止し、停止状態でスロットルグリップが操作されるとエンジンを自動的に再始動して車両を発進させる“停止発進モード（アイドリング制限モード）”と、エンジン始動時の暖気運転等を目的としてアイドリングを許可する“始動モード（アイドリング許可モード）”とを備えている。
【００４８】
始動兼発電装置２５０は、スタータモータ部７１およびＡＣジェネレータ（ＡＣＧ）部７２によって構成され、ＡＣジェネレータ部７２による発電電力は、レギュレータ・レクティファイア６７を介してバッテリ６８に充電される。バッテリ６８は、スタータリレー６２が導通されるとスタータモータ部７１へ駆動電流を供給すると共に、メインスイッチ７３を介して各種の一般電装品７４および主制御部６０等に負荷電流を供給する。
【００４９】
排気管２５５の、マフラ２５６よりエンジン２００側の周囲には、排気熱を利用して熱起電力を発生する発電装置７８が取り付けられている。発電装置７８が発生する熱起電力は、トランス７９により昇圧されて、またはそのままバッテリ６８に供給される。なお、発電装置７８には、内蔵する熱発電素子の冷接点を冷却するための冷却水が供給されるが、ここでは図示を省略する。
【００５０】
主制御装置６０には、エンジンの回転角度を検知する角度センサ４９と、スロットル開度を検知するスロットルセンサ５０と、エンジン回転数Ｎｅを検知するＮｅセンサ５１と、スロットルグリップ９２の回動角度が予定開度（前記角度θ）を越えると接点を閉じるスロットルスイッチ５２と、エンジン２００のアイドリングを許可または制限するアイドルスイッチ５３と、運転者が運転席に着座すると接点を閉じる着座スイッチ５４と、車速を検知する車速センサ５５と、後述する停止発進モードでの停車中に点滅するスタンバイインジケータ５６と、前照灯６９を点灯／消灯させるための前照灯スイッチ５７と、始動兼発電装置２５０のスタータモータ部７１を駆動してエンジン２００を始動するためのスタータスイッチ５８と、ブレーキ操作に応答して接点を閉じるストップスイッチ５９と、バッテリ６８の電圧が予定値（例えば、１０Ｖ）以下になると点灯して充電不足を運転者に警告するバッテリインジケータ７６とが接続されている。
【００５１】
さらに、主制御装置６０には、点火プラグ２０６を点火させる点火制御装置（イグニッションコイルを含む）６１と、前記スタータモータ部７１に電力を供給するスタータリレー６２の制御端子と、前記前照灯６９に電力を供給する前照灯リレー６３の制御端子と、キャブレタ６６に装着されたバイスタータ６５に電力を供給するバイスタータリレー６４の制御端子と、運転者がメインスイッチ７３を遮断せずに車両から離れたり、前記前照灯６９が自動消灯される前に警報音を発生して注意を促すブザー７５とが接続されている。
【００５２】
図７は、前記主制御装置６０の構成を具体的に示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。なお、図８には主制御装置６０の主要動作を一覧表として示している。
【００５３】
動作モード切換部３００は、当該エンジン停止始動制御装置の動作モードを、アイドルスイッチ５３の状態および車両の状態に応じて、アイドリングを許可する前記“始動モード”およびアイドリングを制限する前記“停止発進モード”のいずれかに切り換える。
【００５４】
この動作モード切換部３００では、アイドルスイッチ５３の状態信号が動作モード信号出力部３０１およびインバータ３０２に入力される。アイドルスイッチ５３の状態信号は、オフ状態（アイドリング制限）では“Ｌ”レベル、オン状態（アイドリング許可）では“Ｈ”レベルを示す。インバータ３０２は、アイドルスイッチ５３の状態信号を反転して出力する。
【００５５】
車速継続判定部３０３はタイマ３０３ａを備え、予定速度以上の車速が予定時間以上にわたって検知されると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路３０４は、車速継続判定部３０３の出力信号とインバータ３０２の出力信号との論理積を動作モード信号出力部３０１へ出力する。
【００５６】
動作モード信号出力部３０１は、メインスイッチ７３がオンにされると、アイドリングが許可される“始動モード”を起動する。さらに、この“始動モード”時にＡＮＤ回路３０４の出力が“Ｈ”レベルになる、すなわちアイドルスイッチ５３がオフにされて予定速度以上の車速が予定時間以上にわたって検知されると、動作モードを前記“始動モード”から、アイドリングが制限される“停止発進モード”へ移行する。さらに、この“停止発進モード”においてアイドルスイッチ５３が再びオンにされると、動作モードを“停止発進モード”から“始動モード”へ移行する。動作モード信号出力部３０１から出力される動作モード信号Ｓ_３０１ は、“始動モード”中は“Ｌ”レベル、“停止発進モード”中は“Ｈ”レベルとなる。
【００５７】
スタータリレー制御部４００は、動作モードに応じて、所定の条件下で前記スタータリレー６２を手動または自動的に起動する。このスタータリレー制御部４００では、Ｎｅセンサ５１の検知信号がアイドリング以下判定部４０１へ供給される。判定部４０１は、エンジン回転数が所定のアイドリング回転数（例えば、８００ｒｐｍ）以下であると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路４０２は、前記判定部４０１の出力信号と、前記ストップスイッチ５９の状態信号と、前記スタータスイッチ５８の状態信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路４０３は、ＡＮＤ回路４０２の出力信号と前記動作モード信号Ｓ_３０１ の反転信号との論理積を出力する。
【００５８】
ＡＮＤ回路４０４は、前記アイドリング以下判定部４０１の出力信号と、スロットルスイッチ５２の状態信号と、前記着座スイッチ５４の状態信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路４０５は、前記ＡＮＤ回路４０４の出力信号と前記動作モード信号Ｓ_３０１ との論理積を出力する。ＯＲ回路４０６は、前記各ＡＮＤ回路４０３、４０５の論理和をスタータリレー６２へ出力する。
【００５９】
この構成において、“始動モード”中は動作モード信号Ｓ_３０１ が“Ｌ”レベルなのでＡＮＤ回路４０３がイネーブル状態となる。したがって、エンジン回転数がアイドリング以下であり、かつストップスイッチ５９がオン状態（ブレーキ操作中）のときにスタータスイッチ５８が運転者によりオンされると、スタータリレー６２が導通してスタータモータ部７１が起動される。
【００６０】
これとは逆に、“停止発進モード”中はＡＮＤ回路４０５がイネーブル状態となる。したがって、エンジン回転数がアイドリング以下であり、着座スイッチがオン状態（運転者が運転席に着座中）でスロットルが開かれると、スタータリレー６２が導通してスタータモータ部７１が起動される。
【００６１】
バイスタータ制御部５００では、Ｎｅセンサ５１からの出力信号がＮｅ判定部５０１に入力される。このＮｅ判定部５０１は、エンジン回転数が予定の設定回転数以上であると“Ｈ”レベルの信号を出力してバイスタータリレー６４を閉じる。このような構成によれば、いずれの動作モードにおいても、エンジン回転数が予定の設定回転数以上であれば燃料を濃くすることができる。
【００６２】
インジケータ制御部６００では、Ｎｅセンサ５１からの出力信号がＮｅ判定部６０１に入力される。このＮｅ判定部６０１は、エンジン回転数が設定回転数以下であると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路６０２は、前記着座スイッチ５４の状態信号と前記Ｎｅ判定部６０１の出力信号との論理積を出力する。ＡＮＤ回路６０３は、前記ＡＮＤ回路６０２の出力信号と前記動作モード信号Ｓ_３０１ との論理積をスタンバイインジケータ５６に出力する。スタンバイインジケータ５６は、入力信号が“Ｌ”レベルであると消灯し、“Ｈ”レベルであると点滅する。
【００６３】
すなわち、スタンバイインジケータ５６は“停止発進モード”中の停車時に点滅するので、運転者はスタンバイインジケータ５６が点滅していれば、エンジンが停止していてもスロットルグリップを開きさえすれば直ちに発進できることを認識することができる。
【００６４】
点火制御部７００は、各動作モードごとに、所定の条件下で点火制御装置６１による点火動作を許可または禁止する。この点火制御部７００では、車速センサ５５の検知信号が走行判定部７０１に入力される。走行判定部７０１は、検知信号に基づいて車両が走行状態にあると判断されると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＯＲ回路７０２は、前記走行判定部７０１の出力信号とスロットルスイッチ５２の出力信号との論理和を出力する。ＯＲ回路７０３は、ＯＲ回路７０２の出力信号と前記動作モード信号Ｓ_３０１ の反転信号との論理和を点火制御装置６１へ出力する。点火制御装置６１は、入力信号が“Ｈ”レベルであれば所定のタイミングごとに点火動作を実行し、“Ｌ”レベルであれば点火動作を中止する。
【００６５】
この構成によれば、始動モードでは動作モード信号Ｓ_３０１ の反転信号が“Ｈ”レベルなので、ＯＲ回路７０３からは常に“Ｈ”レベルの信号が出力される。したがって、“始動モード”では点火制御装置６１が常に点火動作を実行する。これに対して、停止発進モードでは、車両走行中であるか、あるいはスロットルが開かれていることを条件に点火動作が実行される。これとは逆に、停止状態であり、かつスロットルが閉じていれば点火動作が禁止される。
【００６６】
前照灯／ブザー制御部８００では、動作モードごとに、車両の走行状態や運転者の着座状態に応じて前照灯を自動的に点灯または消灯すると共に、運転者に種々の注意を促すための警告を、ブザー音として発する。
【００６７】
非着座継続判定部８０１には着座スイッチ５４の状態信号が入力される。非着座継続判定部８０１は運転者の非着座時間を計時する２つのタイマ８０１１、８０１２を備え、各タイマ８０１１、８０１２がタイムアウトすると、それぞれ“Ｈ”レベルの信号Ｓ_８０１１、Ｓ_８０１２を出力する。本実施形態では各タイマ８０１１、８０１２が、それぞれ３秒および１秒でタイムアウトする。
【００６８】
非点火継続判定部８０２は、エンジンの非点火時間を計時する２つのタイマ８０２１、８０２２を備え、非点火状態では直ちに“Ｈ”レベルの信号Ｓ_８０２３を出力すると共に、各タイマ８０２１、８０２２がタイムアウトすると、それぞれ“Ｈ”レベルの信号Ｓ_８０２１、Ｓ_８０２２を出力する。なお、本実施形態では各タイマ８０２１、８０２２が、それぞれ３．５分および３分でタイムアウトする。
【００６９】
ＡＮＤ回路８１２は、非着座継続判定部８０１の出力信号Ｓ_８０１１と非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ_８０２３との論理積を出力する。ＯＲ回路８０４は、非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ_８０２１とＡＮＤ回路８１２の出力信号との論理和を出力する。ＡＮＤ回路８０５は、ＯＲ回路８０４の出力信号と動作モード信号Ｓ_３０１ との論理積をフリップフロップ８１０のリセット端子Ｒに出力する。
【００７０】
ＡＮＤ回路８０７は、スロットルスイッチ５２の出力信号と動作モード信号Ｓ_３０１ との論理積を出力する。Ｎｅ判定部８０６にはＮｅセンサ５１の出力信号が入力され、エンジン回転数が設定回転数以下であると“Ｈ”レベルの信号を出力する。ＡＮＤ回路８０８は、Ｎｅ判定部８０６の出力信号と動作モード信号Ｓ_３０１ の反転信号との論理積を出力する。ＯＲ回路８０９は、各ＡＮＤ回路８０７、８０８の論理和をフリップフロップ８１０のセット端子Ｓに出力する。ＡＮＤ回路８１１は、フリップフロップ８１０のＱ出力と前照灯スイッチ５７の状態信号との論理積８１１を前照灯リレー６３の制御端子へ出力する。前照灯リレー６３は、“Ｈ”レベルの信号が入力されると前記前照灯６９を点灯し、“Ｌ”レベルの信号が入力されると消灯する。
【００７１】
この構成によれば、始動モードでは動作モード信号Ｓ_３０１ の反転信号が“Ｈ”レベルなのでＡＮＤ回路８０８がイネーブル状態となる。したがって、エンジン回転数が設定回転数以上であれば、フリップフロップ８１０がセットされるので、前照灯スイッチ５７がオンであれば前照灯が点灯する。
【００７２】
一方、停止発進モードでは動作モード信号Ｓ_３０１ が“Ｈ”レベルなのでＡＮＤ回路８０５、８０７がイネーブル状態となる。したがって、ＯＲ回路８０４の出力が“Ｈ”レベルであればフリップフロップ８１０がリセットされて前照灯が自動的に消灯する。
【００７３】
すなわち、停止発進モードにおける前照灯は、非点火状態がタイマ８０２１のタイムアウト時間（本実施形態では、３．５分）以上継続して出力信号Ｓ_８０２１が“Ｈ”レベルになるか、あるいは非点火状態での非着座がタイマ８０１１のタイムアウト時間（本実施形態では、３秒）以上継続してＡＮＤ回路８１２の出力信号が“Ｈ”レベルになると消灯される。
【００７４】
本発明者等の調査によれば、信号待ちや交差点内での右折待ちは３０秒ないし２分程度であり、この時間を超える停車は信号待ちや右折待ち以外の停車、すなわち前照灯を点灯させておく必要のない停車状態である可能性が高い。したがって、本実施形態のように、非点火状態が予定時間（例えば３．５分）を超えるまでは前照灯を点灯させておくようにすれば、信号待ちや右折待ちのための停車状態では前照灯を点灯させ続ける事ができる。また、停車時間が３．５分を超えると自動消灯するので、バッテリの無駄な電力消費を抑える事ができる。
【００７５】
さらに、停車後に運転者の非着座が検知された場合も信号待ちや右折待ち以外の停車である可能性が高い。但し、交差点での停車直後に運転者が車両を跨いだままの状態で一時的に立ち上がるような場合も経験的に多いため、非着座の検知と同時に自動消灯することは望ましくない。そこで、本実施形態では非点火状態での非着座時間を計時し、運転者が車両から離れたと推定される予定時間（本実施形態では３秒）の経過を条件に自動消灯するようにした。
【００７６】
なお、この停止発進モード中の停車状態からスロットルが開かれれば、ＡＮＤ回路８０７の出力が“Ｈ”レベルとなってフリップフロップ８１０がセットされるので、前照灯が自動的に点灯する。
【００７７】
前照灯／ブザー制御部８００のＡＮＤ回路８１３は、非着座継続判定部８０１の出力信号Ｓ_８０１２、非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ_８０２３、および動作モード信号Ｓ_３０１ の論理積をブザー駆動部８１４へ出力する。ＡＮＤ回路８１５は、非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ_８０２２、動作モード信号Ｓ_３０１ 、および前照灯スイッチ５７の状態信号の論理積をブザー駆動部８１４へ出力する。
【００７８】
ブザー駆動部８１４は、ＡＮＤ回路８１３の出力信号が“Ｈ”レベルになる、すなわち、停止発進モードにおいて非点火状態での非着座がタイマ８０１２のタイムアウト時間（本実施形態では１秒）以上継続すると、０．２秒間のオンと１．５秒間のオフとを繰り返すブザー駆動信号を出力する。なお、この際のブザー駆動信号は、メインスイッチ７３が遮断されるか、あるいは運転者が再び着座するまで継続して出力される。
【００７９】
一方、ＡＮＤ回路８１５の出力信号が“Ｈ”レベルになる、すなわち、停止発進モードにおいて前照灯スイッチ５７がオン状態であり、かつ非点火状態がタイマ８０２２のタイムアウト時間（本実施形態では３分）以上継続すると、前記と同じブザー駆動信号を、今度はタイマ８１４１がタイムアウトするまでの予定時間だけ出力する。このようにすれば、ブザーを停止させるための操作が不要になる。
【００８０】
本実施形態によれば、エンジンが自動停止された際に、メインスイッチが遮断されないまま１秒以上の非着座が検知されると、運転者がメインスイッチを切り忘れたまま車両から離れようとしているものと判断してブザー７５が鳴動されるので、運転者はメインスイッチの切り忘れを認知できる。さらに、停車時の自動消灯条件（非点火状態が３．５分以上）が成立する前（非点火状態が３分以上）にブザー７５が鳴動されるので、運転者は前照灯が自動消灯される旨を事前に認識することができ、運転者の知らない間に自動消灯されてしまうことが防止できる。
【００８１】
なお、上記の実施形態では、エンジンが自動停止された際に主電源が遮断されないまま１秒以上の非着座が検知されると、メインスイッチ７３が遮断されるか、あるいは運転者が再び乗車するまでブザーを鳴動させ続けるものとして説明した。しかし、例えば、配達業務や集金業務等に用いられる場合のように、メインスイッチ７３を遮断することなく運転者が車両から離れることを前提にしている場合には、予定時間の経過後にブザーが自動的に停止されるようにしても良い。
【００８２】
さらに、上記の実施形態では、点火オフ状態や運転者の非着座が予定時間以上継続した際に前照灯を自動的に消灯するものとして説明したが、消灯する代わりに供給電流を減じて減光したり、あるいは前照灯を消灯し、その代わりにポジションランプを点灯するようにしても良い。
【００８３】
図９は、本発明の他の実施形態における始動停止制御システムの全体構成を示したブロック図であり、既述部分と同符号は同一または同等部分を表している。本実施形態では、ＡＣジェネレータ部７２による発電電力が、レギュレータ・レクティファイア６７を介して２つのバッテリ６８Ａ、６８Ｂに充電されるようにしている。バッテリ６８Ａはエンジン始動専用であり、スタータリレー６２が導通されると、スタータモータ部７１へ駆動電流を供給する。バッテリ６８Ｂは、メインスイッチ７３を介して各種の電装品７４および主制御部６０等に負荷電流を供給する。バッテリ６８Ａをエンジン始動専用にして電力消費量を十分に小さくし、常に満充電状態に維持されるようにしたので、他方のバッテリ６８Ｂの充電量とは無関係に常に良好なエンジン始動が可能になる。
【００８４】
続いて、排気熱を利用して電力を発生する前記発電装置７８に関して説明する。発電装置７８は熱起電力発生ユニットを有する。本実施形態に係る熱起電力発生ユニットは、これが設置される発熱部位の温度にかかわらず、熱発電素子の温接点の温度を適宜に制御できる。図１０、１１は、発電装置７８に含まれる熱起電力発生ユニット１４０の第１の基本構成（１４０Ａ）を示した断面図である。
【００８５】
熱起電力発生ユニット１４０Ａは、冷却部材１３１および温接点側熱接続部材１４３と、各部材１３１、１４３により挟持された熱発電素子１４２と、温度変化により変形するバイメタル変形部材１４４と、バイメタル変形部材１４４の中央部を、例えば排気管のような、車両上の発熱部材１３３の主面に固定するアンカ−ピン１４５と、バイメタル変形部材１４４の両端部を温接点側熱接続部材１４３に保持する端部押え部材１４６とによって構成される。
【００８６】
熱発電素子１４２は、冷接点基板１４２ａおよび温接点基板１４２ｂと、各基板１４２ａ、１４２ｂ間で交互に立設されたｐ脚部およびｎ脚部からなる半導体脚部１４２ｃとによって構成される。なお、熱発電素子１４２による熱起電力の発生原理はゼーベック効果を利用したものとして周知であるので、その説明は省略する。冷却部材１３１には、冷却水を流すための複数の水ジャケット１３１ａが貫通している。バイメタル変形部材１４４は、その形状が熱発電素子１４２の耐熱温度の上限近傍で変形するように、各メタル素材が選択されている。
【００８７】
この構成において、発熱部材１３３の温度が低く、温接点側熱接続部材１４３の温度が熱発電素子１４２の耐熱温度を十分に下回っていると、図１０に示したように、バイメタル変形部材１４４は変形せず、その曲率半径は十分に大きいままである。したがって、温接点側熱接続部材１４３と発熱部材１３３との機械的な接触が維持され、発熱部材１３３の熱が温接点側熱接続部材１４３を介して熱発電素子１４２の温接点基板１４２ｂに伝導される。
【００８８】
冷却部材１３１は水ジャケット１３１ａを流れる冷却水によって十分に冷却され、熱発電素子１４２の冷接点基板１４２ａが十分に冷却されるので、熱起電力発生ユニット１４０Ａでは、冷接点基板１４２ａと温接点基板１４２ｂとの温度差が大きくなる。熱起電力発生ユニット１４０Ａは、温接点側熱接続部材１４３と冷却部材１３１との温度差に応答した熱起電力を発生する。
【００８９】
一方、発熱部材１３３の温度が上昇し、熱発電素子１４２の耐熱温度の上限値に近付くと、図１１に示したように、バイメタル変形部材１４４が変形して曲率半径が小さくなる。この結果、温接点側熱接続部材１４３が発熱部材１３３から離間されて両者の機械的な接触が断たれる。このため、発熱部材１３３の熱は温接点側熱接続部材１４３に伝導されず、熱発電素子１４２の温度上昇が制限される。
【００９０】
このように、第１の基本構成では、熱発電素子１４２の温接点の温度を制御する手段として、温度に応答して機械的に変形することにより車両上の発熱部位と温接点との熱伝導的な接続を解除する熱変形部材（バイメタル変形部材１４４）を採用した。
【００９１】
図１２は、前記発電装置７８に含まれる熱起電力発生ユニットの第２の基本構成（１４０Ｂ）を示した断面図であり、既述部分と同符号は同一または同等部分を表している。熱起電力発生ユニット１４０Ｂでは、熱発電素子１４２の温接点基板１４２ｂ側に、冷接点基板１４２ａ側と同様の冷却部材１３２を熱伝導的に接続した。
【００９２】
図１３は熱起電力発生ユニット１４０Ｂの冷却回路を示す図である。前記冷却部材１３１、１３２の水ジャケット１３１ａ、１３２ａは、図１３に示すように、冷却水供給路１４９に連結される。水ジャケット１３２ａの入口側および出口側には、冷却水が沸騰した際の逆流を防止するための一方向弁（逆止弁）１４９ａが設けられている。制御部１５１は熱発電素子１４２の温度を監視する。熱発電素子１４２の温度は、熱発電素子１４２の出力電圧や、その近傍に予め配置した温度センサ等に基づいて直接的に求めても良いし、あるいはエンジン回転数やスロットル開度で熱発電素子１４２の温度を代表するようにしても良い。
【００９３】
この構成において、制御部１５１は熱発電素子１４２の温度が耐熱温度よりも十分に低い間は、冷却水が冷却部材１３１の水ジャケット１３１ａのみに供給されるように電磁弁１５０を制御する。一方、熱発電素子１４２の温度が、その耐熱温度付近まで上昇すると、制御部１５１は、冷却水が冷却部材１３１の水ジャケット１３１ａおよび冷却部材１３２の水ジャケット１３２ａの双方へ供給されるように電磁弁を１５０を制御する。このように、第２の基本構成では、熱発電素子１４２の温接点の温度を制御する手段として、温接点を積極的に冷却する手段（冷却部材１３２）を採用した。
【００９４】
図１４は、前記熱起電力発生ユニットを含む発電装置７８の一例を示す断面図であり、既述部分と同符号は同一または同等部分を表している。図１４において、排気管２５５の周囲には、温接点側アタッチメント１７１が高い熱導電性を保って密着固定され、温接点側アタッチメント１７１の外周は、冷接点側アタッチメント１７２により予定の間隙を保って覆われている。各アタッチメント１７１、１７２は、排気管２５５に対してボルト１６８およびナット１６９により共締めされている。
【００９５】
温接点側アタッチメント１７１の外表面と冷接点側アタッチメント１７２の内表面の数箇所にはそれぞれ、熱起電力発生ユニット１４０Ｃを収納するための凹部１７１ａ、１７２ａが相互に対向するように形成されている。温接点側アタッチメント１７１の内部には、冷却水を流すための多数の水ジャケット１７１ｂが排気管２５５に沿って形成されている。同様に、冷接点側アタッチメント１７２の内部にも多数の水ジャケット１７２ｂが排気管２５５に沿って形成されている。
【００９６】
図２０は、前記各アタッチメント１７１、１７２内での水ジャケット１７１ｂ、１７２ｂの経路を模式的に示した図であり、排気管２５５にそって延設された各水ジャケット１７１ｂ、１７２ｂの両端は、それぞれ水ジャケット１７１ｃ（１７２ｃ）によって共通結合されて給排水ノズル１７１ｄ、１７１ｅ（１７２ｄ、１７２ｅ）に結合されている。
【００９７】
図１４に示したように、水ジャケット１７１ｂ、１７２ｂを通過した冷却水は、ラジエタ４５１で冷却された後にポンプ４５２で加圧されてエンジン２００へ供給される。エンジン２００を冷却した冷却水は、冷接点側アタッチメント１７２の各水ジャケット１７２ｂへは直接、温接点側アタッチメント１７１の各水ジャケット１７１ｂへは、電磁弁４５４を介して供給される。電磁弁４５４、４５５の開閉は主制御装置６０により制御される。
【００９８】
水ジャケット１７１ｂ、１７２ｂを通過した冷却水は、再びエンジン２００を経由してサーモ弁４５３へ供給される。サーモ弁４５３は冷却水の温度に応答して水路を切り換え、冷却水の温度が高ければ、これをラジエタ４５１へ供給して冷却し、冷却水の温度が低ければ、ラジエタ４５１をバイパスしてポンプ４５２へ供給する。
【００９９】
図１５および図１６は、温接点側アタッチメント１７１および冷接点側アタッチメント１７２の凹部１７１ａ、１７２ｂ内に設置される熱起電力発生ユニット１４０Ｃの断面図であり、既述部分と同符号は同一または同等部分を表している。熱起電力発生ユニット１４０Ｃは、冷接点側熱接続部材１４１および温接点側熱接続部材１４３と、各熱接続部材１４１、１４３により挟持された熱発電素子１４２と、温度変化により変形するバイメタル変形部材１４４と、バイメタル変形部材１４４の中央部を凹部１７１ａの底部である加熱面に固定するアンカ−ピン１４５と、バイメタル変形部材１４４の両端部を前記温接点側熱接続部材１４３に保持する端部押え部材１４６とによって構成される。
【０１００】
バイメタル変形部材１４４は、熱発電素子１４２の耐熱温度付近で変形するように、各バイメタル素材が選択される。熱発電素子１４２では、図１７に示したように、そのｐ脚部１４２ｐおよびｎ脚部１４２ｎが排気管２５５に沿って交互に立設配置されている。
【０１０１】
この構成において、主制御装置６０は熱発電素子１４２の温度Ｔを常時監視する。熱発電素子１４２の温度は、熱発電素子１４２の出力電圧や、その近傍に予め配置した温度センサ等に基づいて直接的に求めても良いし、あるいはエンジン回転数やスロットル開度で熱発電素子１４２の温度を代表するようにしても良い。
【０１０２】
主制御装置６０は、熱発電素子１４２の温度が耐熱温度を十分に下回っていると、前記電磁弁４５４、４５５を閉じて冷却水を冷接点側アタッチメント１７２の水ジャケット１７２ｂのみへ供給する。この結果、熱発電素子１４２では温接点と冷接点との温度差が大きくなって発電効率が向上する。
【０１０３】
一方、熱発電素子１４２の温度が上昇して耐熱温度に近付くと、主制御装置６０は前記電磁弁４５４、４５５を開いて冷却水を温接点側アタッチメント１７１の水ジャケット１７１ｂへも供給する。この結果、熱発電素子１４２の温接点の温度が耐熱温度以下に保持される。
【０１０４】
さらに、熱起電力発生ユニット１４０Ｃでは、温接点側アタッチメント１７１の温度が耐熱温度を十分に下回っていると、図１５に示したように、バイメタル変形部材１４４が変形しない。したがって、熱起電力発生ユニット１４０Ｃの温接点側熱接続部材１４３と温接点側アタッチメント１７１との機械的な接触が維持され、温接点側アタッチメント１７１の熱が温接点側熱接続部材１４３を介して熱発電素子１４２の温接点側へ伝導される。したがって、熱起電力発生ユニット１４０は、温接点側アタッチメント１７１と冷接点側アタッチメント１７２との温度差に応答した熱起電力を発生する。
【０１０５】
一方、温接点側アタッチメント１７１の温度が上昇し、熱発電素子１４２の耐熱温度に近付くと、図１６に示したように、前記バイメタル変形部材１４４が変形して曲率半径が小さくなり、温接点側熱接続部材１４３が温接点側アタッチメント１７１から離間されて両者の機械的な接触が断たれる。このため、温接点側アタッチメント１７１の熱は温接点側熱接続部材１４３に伝導されず、熱発電素子１４２の温度上昇が制限される。
【０１０６】
このように、熱起電力発生ユニット１４０が設置される発熱部の温度にかかわらず、熱発電素子１４２の温度を所望の温度に制限することができるので、熱起電力発生ユニット１４０Ｃを、最高到達温度が耐熱温度を超えるような発熱部へも装着することができる。
【０１０７】
ここで、図１８に示したように、最高温度が高い発熱部の温度上昇カーブＡと、最高温度が低い発熱部の温度上昇カーブＢとを比較すると、一般的に、最高温度の高い発熱部の方が、最高温度の低い発熱部よりも素早く温度が上昇する。したがって、上述のように、熱起電力発生ユニット１４０Ｃを、その耐熱温度を越えるような高温度の発熱部位へ設置できれば、熱発電素子１４２は高温状態に保持されれる時間が長くなって発電効率が向上する。
【０１０８】
さらに、最高温度の高い部位は低い部位に比べて、エンジン停止後も高温状態を長く維持でき、その間も有用な熱起電力を発生し続けることができる。したがって、エンジンの再始動時やエンジン停止中の電気負荷への給電が可能になってバッテリの負担を軽減することができる。
【０１０９】
図１９は、熱発電素子を利用した発電装置７８の他の例を示す断面図であり、既述部分と同符号は同一または同等部分を表している。図１４の発電装置７８では、熱発電素子１４２の温接点が熱伝導的に接続される凹部１７１ａの底面が、前記排気管２５５から放射状に延長した仮想線と直交していた。これに対して、図１９の発電装置７８では、温接点側アタッチメント１９１の表面に、より多くの熱発電素子１４２を設けられるようにするため、温接点側アタッチメント１９１の外周断面および冷接点側アタッチメント１９２の内周断面を、相互に噛み合う鋸刃状にし、その鋸刃面に沿って熱発電素子１４２を配列した。これによって、熱発電素子１４２の温接点が熱伝導的に接続される発熱面が、前記仮想線と直交しないようにした。なお、図１９において、熱発電素子１４２は図１５に示したのと同様、冷接点側熱接続部材１４１および温接点側熱接続部材１４３を有することができる。
【０１１０】
冷接点側アタッチメント１９２の内部には、多数の水ジャケット１９２ａが排気管２５５に沿って形成されている。各水ジャケット１９２ａは共に、給排水ノズル１７２ｄ、１７２ｅに結合されている。各熱発電素子１４２は、図示したようにリード線１６７により直列接続され、引き出し配線１６６に接続されている。図１４と比較すれば明らかなように、図１９の発電装置７８では、熱源である排気管２５５の表面から近距離に多数の熱発電素子１４２を配置することができるので、発電効率をさらに向上させることができる。
【０１１１】
次に、熱発電素子１４２の他の実施形態を説明する。図２１は熱発電素子の要部斜視図である。同図において、熱発電素子４１はｎ型半導体の第１部材４２とｐ型半導体の第２部材４３とからなる。第１部材４２は縦部分（主部分）４２ａとこの縦部分４２ａの両端から水平に互いに反対方向に張り出した突部分４２ｂとからなる。一方、第２部材４３は単純な平板部材であり、第１部材４２の縦部分４２ａと平行に配置されている。第１部材４２と第２部材４３とは交互に、かつ、前記第１部材４２の突部分４２ｂが第２部材４３の面に当接するように配列されている。例えば、部分ＣＬが冷接点側、部分ＷＭが温接点側である。突部分４２ｂは冷接点側ＣＬおよび温接点側ＷＭの双方に設けられていて、前記縦部分４２ａと第２部材４３とを連結している。
【０１１２】
図２１と図１７との対比から理解されるように、熱発電素子４１の第１部材４２および第２部材４３は突部分４２ｂを介して互いに接合されているので、第１部材４２および第２部材４３以外の他の連結部材を必要としない。したがって、後述するように、前記連結部材を第１部材４２および第２部材４３にそれぞれ接合するという複雑な工程をとらない。なお、第１部材４２および第２部材４３は互いの接合部で熱電効果を生ずるものであれば、ｎ型半導体とｐ型半導体との組み合わせに限らない。例えば、第１部材４２および第２部材４３のいずれか一方を半導体とし、他方を金属としてもよい。
【０１１３】
熱発電素子４１の具体的な製造方法について説明する。熱発電素子４１は射出成型法（ＭＩＭ法：メタルインジェクション法）、特に、２段階に分けて材料を金型に注入する方法によって製造することができる。図２２，図２４は熱発電素子４１の成型用金型を示す正面図、図２３，図２５は、それぞれ図２２，図２４の断面図である。
【０１１４】
まず、図２２と図２３において、型（例えば金型）４４は固定型４５と可動型４６とからなる。さらに、固定型４５は前部固定型４５Ａと後部固定型４５Ｂとからなり、可動型４６は略平板の前部可動型４６Ａと櫛形の後部可動型４６Ｂからなる。
【０１１５】
図２３（ａ）つまり図２２のＡ−Ａ断面では、前部可動型４６Ａの段差面４６ｄは前部固定型４５Ａの上端面４５ｅに当接しており、この状態では、前部可動型４６Ａの下端面４６ｅと前部固定型４５Ａの段差面４５ｄとの間にはギャップが存在している。一方、後部可動型４６Ｂの下端部４６ｅは、後部固定型４５Ｂの段差面４５ｄｄに当接する位置まで下がっていて、この状態では、後部可動型４６Ｂが前記ギャップを塞いでキャビティＣＶ１を形成している。
【０１１６】
また、図２３（ｂ）つまり図２２のＢ−Ｂ断面では、前部可動型４６Ａと前部固定型４５Ａとの関係はＡ−Ａ断面と変わらない。しかし、後部固定型４５Ｂ内には、該後部固定型４５Ｂと前部固定型４５Ａとによって囲繞されたキャビティＣＶ２が形成されている。また、図２３（ｃ）つまり図２２のＣ−Ｃ断面では、後部固定型４５Ｂおよび前部可動型４６Ａと前部固定型４５Ａとによって囲繞されたキャビティＣＶ３が形成されている。
【０１１７】
前記キャビティＣＶ２は前記第１部材４２の突部分４２ｂとなり、キャビティＣＶ３は前記第１部材４２の縦部分４２ａとなる。また、キャビティＣＶ１は前記キャビティＣＶ２およびキャビティＣＶ３を、隣接する他のキャビティＣＶ２およびキャビティＣＶ３と連結する連結部となる。この連結部へ、半導体材料注入のための導入口を形成するのがよい。こうして、第１段階の成型のため金型を設定した後、キャビティＣＶ１を通じて第１の半導体材料（ここではｎ型半導体）を注入する。第１の半導体材料を注入した後、第２段階の成型へと進む。
【０１１８】
第２段階の成型のためには、図２４，図２５のように金型を設定する。まず、図２５（ａ）つまり図２４のＡ−Ａ断面では、前部可動型４６Ａが引き上げられ、キャビティＣＶ１に注入された第１の半導体材料からなる連結部ＣＮの上にキャビティＣＶ４が形成されている。一方、後部可動型４６Ｂも後部可動型４６Ｂと同じ高さ引き上げられ、その下端部４６ｅと、後部固定型４５Ｂの段差面４５ｄｄとの間にキャビティＣＶ５が形成されている。キャビティＣＶ４とＣＶ５とが連通しているのはもちろんである。
【０１１９】
また、図２５（ｂ），（ｃ）つまり図２４のＢ−Ｂ断面およびＣ−Ｃ断面では、前部可動型４６Ａと前部固定型４５Ａとの関係はＡ−Ａ断面と変わらない。図２５（ｂ）では、前記キャビティＣＶ１に第１の半導体材料が注入されて形成された連結部ＣＮおよび後部固定型４５Ｂの前面４５ｆがキャビティＣＶ４の下面および側面の一つを形成している。また、図２５（ｃ）では、連結部ＣＮおよび第１部材４２の面がキャビティＣＶ４の下面および側面の一つを形成している。
【０１２０】
キャビティＣＶ５には半導体材料が注入されて前記第２部材４３となり、キャビティＣＶ４には半導体材料が注入されて、互いに隣接するキャビティＣＶ５同士を連結する連結部ＣＮ２（後述）となる。前記キャビティＣＶ４およびＣＶ５へ第２の半導体材料を注入するための導入口は連結部ＣＮ２となるキャビティＣＶ４へ形成するのがよい。こうして、第２段階の成型のため金型を設定した後、前記第１段階で注入したのとは材質の異なる第２の半導体材料をキャビティＣＶ４を通じて注入する。
【０１２１】
第２段階での第２の半導体材料の注入後、金型を解体（脱型）し、成型された第１および第２の半導体材料を必要に応じて焼成工程を経る。この焼成工程を経ることによって、個々の半導体材料の結合状態が良好になるとともに、互いに隣接する異種半導体同士の結合状態も高められる。その後、キャビティＣＶ１およびＣＶ４によって形成された連結部ＣＮ，ＣＮ２を切除する。こうして成型された熱発電素子４１は図１４や図１９の熱発電素子１４２と同様，発電装置７８に組込むことができる。図２６は金型を解体した後、連結部を切除する前段階の熱発電素子４１を示す斜視図である。図２６において、符号ＣＮは最初の注入つまり第１部材４２を成型する時に同時に成型された連結部であり、符号ＣＮ２は２回目の注入つまり第２部材４３を成型するときに同時に成型された連結部である。
【０１２２】
熱発電素子４１は図２１に示した形状に限らず、種々の形状を取り得る。図２１に示した熱発電素子４１は全体として直線状をなしているが、例えば、これを、曲率を有する形状とすることができる。図２７は、曲線的に成型した熱発電素子を示す斜視図である。同図において、第１部材４２と第２部材４３とを連結した熱発電素子４１Ａ全体の形状が円弧状となるように第２部材４３に当接する第１部材４２の突部分４２ｂに角度を設けている。円弧状の熱発電素子４１Ａは、これを複数つなぎ合わせることによって円形の熱発電素子を形成することができる。
【０１２３】
図２８は熱発電素子４１Ａをつなぎ合わせた例を示す斜視図である。同図において、環状の熱発電素子４７は複数個の熱発電素子４１Ａを連結したものであり、排気管２５５と同心円で配置されている。発電量を増大させるためには、リング状熱発電素子４７の厚み、つまり排気管２５５の軸方向のサイズを大きくするか、リング状熱発電素子４７を排気管２５５の軸方向に複数個配置すればよい（図２８鎖線部分）。
【０１２４】
なお、熱発電素子４１、４１Ａ等は図示の形状に限らない。例えば、図２９のように第１部材４２および第２部材４３の双方に突部分４２ｂ，４３ｂを形成し、突部分４２ｂを第２部材４３の縦部分４３ａ、突部分４３ｂを第１部材４２の縦部分４２ａに当接させるようにしてもよい。要は、第１部材４２および第２部材４３のみで熱発電素子を形成し、他の連結部材を必要としない形状であればよい。
【０１２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、熱発電素子の個々の構成部分が成型されると同時に、これら個々の構成部分が互いに接合されるので、別部材を介して個々の構成部分を接合するのと異なり、接合工程を省略することができる。また、個々の構成部分を型で成型できるので、多様な形状の熱発電素子を得ることができる。したがって、例えば、発電装置の設置場所を自由に設定して効率的な発電を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明を適用した発電装置を搭載したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図２】 スクータ型自動二輪車の計器盤回りの平面図である。
【図３】 シート前部のヒンジ部分の構造を模式的に示した図である。
【図４】 スロットルグリップの要部断面図である。
【図５】 エンジンの断面図である。
【図６】 始動停止制御システムの一例の全体構成を示したブロック図である。
【図７】 主制御装置の機能を示したブロック図である。
【図８】 主制御装置の主要動作を一覧表として示した図である。
【図９】 始動停止制御システムの他の一例の全体構成を示したブロック図である。
【図１０】 発電装置に適用される熱起電力発生ユニット１４０の第１の基本構成（１４０Ａ）の断面図である。
【図１１】 熱起電力発生ユニット１４０の第１の基本構成（１４０Ａ）の高温時における断面図である。
【図１２】 発電装置に適用される熱起電力発生ユニット１４０の第２の基本構成（１４０Ｂ）の断面図である。
【図１３】 熱起電力発生ユニット１４０Ｂの適用例を示した図である。
【図１４】 排気管周囲に装着した発電装置の断面図である。
【図１５】 熱起電力発生ユニット１４０Ｃの断面図である。
【図１６】 熱起電力発生ユニット１４０Ｃの高温時における断面図である。
【図１７】 熱発電素子１４２の構成を示した図である。
【図１８】 エンジン回転数と温度と発電量との関係を示す図である。
【図１９】 排気管周囲に装着した発電装置の断面図である。
【図２０】 水ジャケットの構成を示した図である。
【図２１】 本発明の一実施形態に係る熱発電素子の斜視図である。
【図２２】 熱発電素子の第１段階成型時の金型の正面図である。
【図２３】 熱発電素子の第１段階成型時の金型の断面図である。
【図２４】 熱発電素子の第２段階成型時の金型の正面図である。
【図２５】 熱発電素子の第２段階成型時の金型の断面図である。
【図２６】 型ばらしをした状態の熱発電素子の斜視図である。
【図２７】 本発明の第２の実施形態に係る熱発電素子の斜視図である。
【図２８】 排気管周囲に装着した本発明の第２の実施形態に係る熱発電素子を示す斜視図である。
【図２９】 熱発電素子の要部正面図である。
【図３０】 従来の熱発電素子の要部正面図である。
【符号の説明】
２…車体前部、 ３…車体後部、 ４１，４１Ａ，１４２…熱発電素子、 ４２…第１部材、 ４３…第２部材、 ４２ａ…縦部分、 ４２ｂ…突部分、 ４４…金型、 ４５…固定型、 ４６…可動型、 ４５Ａ…前部固定型、 ４５Ｂ…後部固定型、 ４６…可動型、 ４６Ａ…前部可動型、 ４６Ｂ…後部可動型、７８…発電装置、 １４０…熱起電力発生ユニット、２００…エンジン、 ２５５…排気管[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a power generation device using a thermoelectric effect and a method for manufacturing the power generation device, and more particularly to a power generation device that simplifies the structure of a thermoelectric power generation element in which dissimilar materials are joined and facilitates manufacturing, and a method for manufacturing the power generation device.
[0002]
[Prior art]
From the viewpoints of environmental considerations and energy savings, the engine is automatically stopped when the vehicle is stopped, especially in order to reduce exhaust gas and fuel consumption during idling, and the throttle grip is twisted from the stopped state to start the vehicle. JP-A 63-75323 discloses an engine stop / start control device that automatically restarts the engine to start the vehicle. In a vehicle equipped with such an engine stop / start control device, the engine is frequently started and the power consumption increases. Therefore, it is desirable to always keep a sufficient charge amount of the battery.
[0003]
In order to sufficiently maintain the amount of charge of the battery, a thermoelectric conversion device that converts engine exhaust heat into electric energy may be provided separately from an alternator that converts engine rotation into electric energy. For example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-120695 discloses the thermoelectric conversion device.
[0004]
Moreover, the thing of FIG. 30 is known as an example of the electric power generating apparatus using Seebeck effect (patent 2654326 gazette). In FIG. 30, a thermoelectric generator 1A includes an n-type semiconductor 1B, a p-type semiconductor 1C, and electrodes 1D and 1E that couple these two types of semiconductors. In the thermoelectric generator 1A, when a temperature difference exists between the junctions of the semiconductors 1B and 1C, that is, the electrodes 1D and 1E, a potential V is generated between the electrodes 1D and 1E. Therefore, a large number of thermoelectric generators 1A can be connected to form a power generator with large generated power.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In assembling the thermoelectric generator 1A, it is necessary to join the electrodes 1D and 1E to the n-type semiconductor 1B and the p-type semiconductor 1C, respectively. Further, the thermoelectric power generation element 1A has a problem in that the degree of freedom in shape is low when a large amount of generated power is obtained because the overall shape of the power generation device becomes planar when a large number of these are combined. If the degree of freedom of the shape is low, the installation location of the power generation device is limited. For example, it is difficult to expand the thermoelectric generator along a curved surface.
[0006]
An object of the present invention is to solve the above-described problems of the prior art, and to provide a thermoelectric generator that is easy to manufacture and has a high degree of freedom in overall shape, and a method for manufacturing the thermoelectric generator.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above-described object, the present invention provides a first member and a second member constituting a thermoelectric generator, wherein a main portion extending over a hot junction side and a cold junction side, and the first member and the second member The first projecting portion for joining the hot junction sides to each other, and the second projecting portion for joining the cold junction sides of the first member and the second member to each other, the first and second projecting portions are There is a first feature in that it is formed integrally with a main part of either the first member or the second member, and the thermoelectric generator is formed by molding, The second feature is that the second members are joined together at the time of molding.
[0008]
The present invention also includes a step of forming a first cavity for injecting a material for a first member constituting the thermoelectric generator, a step for injecting a material for the first member into the first cavity, and a second member. Forming a second cavity for injecting the first material, and injecting a second member material into the second cavity, wherein the first cavity includes a plurality of first members and the plurality of first members. The second cavity corresponds to a first connecting portion that connects members, and the second cavity is set to correspond to a plurality of second members and a second connecting portion that connects the plurality of second members, and the first cavity A third feature is that it further includes a step of cutting the connecting portion and the second connecting portion after releasing the mold.
[0009]
According to the above feature, since the projecting portion for connecting the two members constituting the thermoelectric generator is formed integrally with the main portion, the number of components can be reduced and the manufacturing process can be simplified. Can do. In particular, in the second and third features, the first member and the second member can be simultaneously joined to each other by molding.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, an example of a thermoelectric generator that is used in combination with an alternator of a vehicle will be described. FIG. 1 is an overall side view of a scooter type motorcycle 1 on which a power generation device incorporating a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention is mounted.
[0011]
The vehicle body front part 2 and the vehicle body rear part 3 are connected via a low floor part 4, and the vehicle body frame forming the skeleton of the vehicle body is generally composed of a down tube 6 and a main pipe 7. The fuel tank and the storage box (both not shown) are supported by the main pipe 7, and the seat 8 is disposed above the fuel tank and the storage box.
[0012]
On the other hand, in the vehicle body front portion 2, a handle 11 is provided above and is pivotally supported by the steering head 5, a front fork 12 extends downward, and a front wheel 13 is pivotally supported at the lower end thereof. The upper part of the handle 11 is covered with a handle cover 33 that also serves as an instrument panel. A bracket 15 protrudes from the lower end of the rising portion of the main pipe 7, and a swing unit 17 is swingably connected to the bracket 15 via a link member 16.
[0013]
A single-cylinder two-stroke engine 200 is mounted on the front of the swing unit 17. A belt-type continuously variable transmission 35 is constructed from the engine 200 to the rear, and there is a reduction mechanism 38 provided via a centrifugal clutch at the rear thereof, and the rear wheel 21 is pivotally supported by the reduction mechanism 38. A rear cushion 22 is interposed between the upper end of the speed reduction mechanism 38 and the upper bent portion of the main pipe 7. At the upper part of the swing unit 17, a carburetor 24 connected to an intake pipe 23 extending from the upper part of the cylinder head 32 of the engine 200 and an air cleaner 25 connected to the carburetor 24 are disposed.
[0014]
A main stand 26 is pivotally attached to the hanger bracket 18 projecting from the lower part of the unit swing case 31, and the kick arm 28 is attached to the kick shaft 27 protruding from the transmission case cover 36 of the belt type continuously variable transmission 35. A proximal end is fixed, and a kick pedal 29 is provided at the distal end of the kick arm 28.
[0015]
FIG. 2 is a plan view around the instrument panel of the motorcycle 1, and a standby indicator 56 and a battery indicator 76 are provided in the instrument panel 90 of the handle cover 33 together with a speedometer 91. As will be described later in detail, the standby indicator 56 flashes when the engine is stopped during engine stop / start control, and warns the driver that the engine can be started and started immediately when the throttle is opened. The battery indicator 76 is lit when the battery voltage is lowered, and warns the driver that the battery is insufficiently charged.
[0016]
The handle cover 33 is provided with an idle switch 53 for permitting or limiting idling and a starter switch 58 for starting a starter motor. A throttle grip 92 and a brake lever 93 are provided at the right end of the handle 11. In addition, although the horn switch and the turn signal switch are provided in the base part of the left and right throttle grips as in the conventional motorcycle, the illustration is omitted here.
[0017]
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of the front portion of the seat 8, that is, the hinge portion 8a. A long hole 82 is formed in the hinge member 81 fixed in front of the back surface of the seat 8 along the vertical direction. A hinge shaft 85 fixed to the vehicle body side passes through the long hole 82, and the seat 8 is pivotally supported about the hinge shaft 85 so as to be swingable and vertically movable. On the vehicle body side facing the back surface of the hinge member 81, a coil spring 83 and a seating switch 54 for repelling the plunger 83a are provided.
[0018]
In this configuration, in a non-sitting state where the driver is not seated on the seat 8, the seat 8 remains until the hinge shaft 85 contacts the lower end of the long hole 82 as shown in FIG. Since it is pushed up by the coil spring 83, the seating switch 54 is turned off.
[0019]
On the other hand, in the seated state where the driver is seated on the seat 8, the seat switch 54 is turned on because the seat 8 is pushed down against the elastic force of the coil spring 83 as shown in FIG. It becomes a state. Therefore, if the state of the seating switch 54 is monitored, it can be recognized whether or not the driver is seated. In the present embodiment, since the seat switch 54 is provided on the front side of the seat 8, it is possible to reliably detect whether or not the driver is seated even if the driver is small.
[0020]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the main part of the throttle grip 92, and FIG. 4 (b) is a cross-sectional view taken along the line I-I in FIG. 4 (a). As shown in FIG. 5A, a throttle grip body 182 is rotatably inserted in the handle pipe 181 and the periphery of the throttle grip body 182 is covered with a grip cover 183. The throttle grip body 182 includes a flange portion 182a along the circumference thereof, and as shown in FIG. 5B, one end 185a of a throttle wire 185 is locked to the flange portion 182a. The throttle grip body 182 is always springed toward the throttle closing side by the elastic force of the spring 184. When the driver twists the throttle grip body 182 in the opening direction against the elastic force of the spring 184, the throttle wire 185 is It gets caught and the throttle opens.
[0021]
In this embodiment, a throttle switch 52 is provided that closes (or opens) the contact when the throttle grip is fully closed, and opens (or closes) the contact when the throttle grip is opened by a predetermined angle. The throttle switch 52 is configured such that the contact opens (or closes) within the angle θ of the play range before the throttle actually starts to open. According to such a configuration, by operating the throttle grip 92 within the angle θ, the throttle switch 52 can be turned on (or off) without actually opening the throttle. Therefore, the engine can be operated with the driver's intention even when the vehicle is stopped.
[0022]
Further, when the throttle grip 92 is rotated beyond the play angle θ and the throttle actually starts to open, an elastic force of a throttle spring (not shown) is newly added, so before that, that is, within the play angle θ. A large force is not required to open / close the throttle switch 52, that is, to operate the throttle grip 92.
[0023]
FIG. 5 is a cross-sectional view of engine 200 in FIG. 1 cut along the line II-II. In the engine 200, a cylinder block 203 and a cylinder head 204 are sequentially combined with a crankcase 202 in which left and right crankcases 202L and 202R that rotatably support a crankshaft 201 oriented in the horizontal direction are combined. In addition to an exhaust passage (not shown), a scavenging passage 205 is formed from a scavenging port that opens to the cylinder bore and communicates with the crank chamber of the crankcase 202.
[0024]
A spark plug 206 is fitted to the cylinder head 204 toward the combustion chamber, and the cylinder head 204 and the cylinder block 203 are covered with a fan shroud 207 except for an exposed portion of the spark plug 206.
[0025]
A power generation device 78 that generates heat electromotive force using exhaust heat is attached to an exhaust pipe 255 connected to an exhaust port of the cylinder block 203 so as to cover an outer peripheral portion in the vicinity of the cylinder block. As will be described later in detail, the power generator 78 is supplied with cooling water from a water jacket 213 in the cylinder block 203 via a pipe 78a. The cooling water circulated in the power generation device 78 is returned to the cylinder head 204 via the pipe 78b.
[0026]
The left crankcase 202L also serves as a belt-type continuously variable transmission chamber case, and a belt drive pulley 210 is rotatably provided on a crankshaft 201 that extends through the left crankcase 202L. The belt driving pulley 210 includes a fixed pulley half 210L and a movable pulley half 210R. The fixed pulley half 210L is fixed to the left end portion of the crankshaft 201 via a boss 211, and a movable side on the right side thereof. The pulley half body 210R is spline-fitted to the crankshaft 201 and can approach and separate from the stationary pulley half body 210L. A V-belt 212 is sandwiched and wound between the pulley halves 210L and 210R.
[0027]
A cam plate 215 is fixed to the crankshaft 201 on the right side of the movable pulley half 210R, and a slide plate 215a provided on the outer peripheral end of the movable pulley half 210R is formed in the axial direction at the outer peripheral end of the movable pulley half 210R. The sliding boss portion 210Ra is slidably engaged. The side surface of the movable pulley half 210R on the cam plate 215 side has a tapered surface toward the cam plate 215, and a dry weight roller 216 sandwiched between the cam plates 215 is accommodated inside the tapered surface. .
[0028]
Therefore, when the rotational speed of the crankshaft 201 increases, the dry weight roller 216 that rotates between the movable pulley half 210R and the cam plate 215 and rotates together moves in the centrifugal direction by centrifugal force, and the movable pulley half 210R is dry. It is pressed by the weight roller 216 and moves to the left to approach the fixed pulley half 210L, and the V belt 212 sandwiched between both pulley halves 210L and 210R is moved in the centrifugal direction to increase the winding diameter. It is configured as follows. Corresponding to the belt driving pulley 210, a V-belt 212 is wound around a belt driven pulley (not shown) at the rear, and the power is automatically adjusted and transmitted to the rear speed reduction mechanism through a centrifugal clutch to drive the rear wheels. To do.
[0029]
A transmission case cover 220 that covers the belt-type continuously variable transmission chamber from the left side extends rearward from a front belt drive pulley 210, and a kick shaft 27 is rotatably supported by the kick shaft 27. A driving helical gear 222 is fitted to the inner end and is urged by a return spring 223. A sliding shaft 224 is supported on the front inner surface of the transmission case cover 220 coaxially with the crankshaft 201 so as to be rotatable and slidable in the axial direction. A driven helical gear 225 is formed on the sliding shaft 224. While meshing with the drive helical gear 222, a ratchet wheel 226 is fixed to the right end, and the whole is biased leftward by a friction spring 227.
[0030]
On the other hand, a ratchet is formed on the boss 211 on the crankshaft 201 side so as to face the ratchet wheel 226, and both can be brought into contact with and separated from each other by sliding of the slide shaft 224. Accordingly, when the kick pedal 29 is depressed and the kick shaft 27 rotates against the return spring 223, the drive helical gear 222 rotates integrally with the kick shaft 27, and the driven helical gear 225 that meshes with the driven helical gear 225 moves to the sliding shaft 224. The engine 200 can be started by forcibly rotating the crankshaft 201 with the ratchet wheel 226 meshing with the ratchet of the boss 211 while sliding against the friction spring 227 while rotating integrally.
[0031]
On the other hand, the right crankcase 202R extends in a substantially cylindrical shape on the right side of the main bearing 209 that rotatably supports the crankshaft 201, and the crankshaft 201 projects from the central axis thereof. In the cylinder of the right crankcase 202R, a starter / power generator 250 that combines a function as a starter motor and a function as an AC generator (ACG) is disposed.
[0032]
An inner rotor (rotary inner magnet type rotor) 251 is fitted to the tip tapered portion of the crankshaft 201, and is fixed by a nut 253 to rotate integrally. The inner rotor 251 has six circular arc-shaped grooves on the outer peripheral surface, and a magnet 271 made of neodymium iron boron is fitted in each groove.
[0033]
The outer stator 270 disposed around the outer periphery of the inner rotor 251 is supported by screwing the outer peripheral edge portion thereof onto the cylindrical wall 202a of the crankcase 202 with bolts 279. The stator core of the outer stator 270 is formed by laminating thin steel plates, and a power generation coil 272 and a starting coil 273 are wound around a plurality of teeth extending in a central direction from an annular portion on the outer peripheral edge. The power generating coil 272 and the starting coil 273 are biased inward in the crankshaft direction and wound around the teeth to reduce the amount of protrusion outward in the axial direction.
[0034]
On the other hand, the power generating coil 272 and the starting coil 273 projecting inwardly in the cylindrical wall 202a of the crankcase 202 to the inner side in the axial direction form an annular shape and form an inner space on the inner space. A rectifying brush mechanism 263 is configured. The brush holder 262 penetrating the crankshaft 201 in the inner space is engaged with the crankshaft 201 while prohibiting relative rotation in the circumferential direction and allowing only sliding in the axial direction. A spring 274 is interposed between the rotor 251 and the brush holder 262 is urged inward in the axial direction.
[0035]
On the inner side surface of the brush holder 262, the brush 261 protrudes by being biased by a spring at a plurality of predetermined locations. A commutator holder 265 is opposed to the inner surface of the brush holder 262, and is fixedly supported by the power generating coil 272 and the starting coil 273 that are penetrated by the crankshaft 201 in the center and projecting the outer peripheral edge inward in the axial direction. ing.
[0036]
A commutator piece 267 is concentrically arranged at a predetermined position on the surface of the commutator holder 265 facing the brush holder 262. The brush holder 262 that rotates together with the crankshaft 201 moves away from or approaches the fixed commutator holder 265. When the brush holder 262 approaches the fixed commutator holder 265, the brush 261 contacts a required commutator piece 267.
[0037]
On the other hand, on the outer side in the crankshaft direction of the inner rotor 251, the inner cylindrical portion 231 that covers the periphery of the nut 253 screwed to the tip of the crankshaft 201 and the concentric outer cylindrical portion 232 that covers the outer side are axially outside. The governor mechanism 230 is configured here. That is, the outer cylindrical portion 232 has a governor outer with a taper formed on the inner peripheral surface, and the governor inner 233 is fitted to the outer periphery of the inner cylindrical portion 231 so as to be slidable in the axial direction. A ball 234 that is a governor weight is interposed between the portion 232 and the portion 232.
[0038]
A connecting shaft 235 having one end fixed to a governor inner 233 that slides in the axial direction of the governor mechanism 230 passes through the inner rotor 251 in parallel with the crankshaft 201, and a tip is fitted to the brush holder 262. The connecting shaft 235 connects the governor inner 233 and the brush holder 262 so that they can move together in the crankshaft direction.
[0039]
When the crankshaft 201 is stopped, the brush holder 262 is moved inward in the axial direction by the biasing force of the spring 223, and the brush 261 contacts the commutator piece 267. Therefore, when current is supplied from the battery, the brush 261 and the commutator piece 267 are contacted to flow through the starting coil 273 to generate rotational torque in the inner rotor 251, and the crankshaft 201 is rotated to start the engine 200. it can.
[0040]
When the engine speed increases, the ball 234 moves in the outer circumferential direction on the tapered inner surface of the outer cylindrical portion 232 by centrifugal force, thereby sliding the governor inner 233 outward in the axial direction. Then, the brush holder 262 also moves outward in the axial direction via the connecting shaft 235, and when the engine speed exceeds a predetermined value, the brush 261 is automatically separated from the commutator piece 267, and thereafter the power generation coil 272 supplies the battery. Is charged.
[0041]
An annular plate-shaped rotor 240 for detecting a crank angle is integrally provided at the end edge of the outer cylindrical portion 232 constituting the governor mechanism 230 with the inner periphery thereof being fitted. An angle sensor 49 is disposed at a predetermined position in the vicinity. The angle sensor 49 detects a step formed on the outer peripheral edge of the rotor 240 that rotates integrally with the crankshaft 201 and the inner rotor 251 to determine the crank angle. The annular plate-like rotor 240 covers the power generating coil 272 and the starting coil 273 of the outer stator 270 from the outside. A fan member 280 for forced air cooling of the engine is integrally provided outside the rotor 240 in the axial direction.
[0042]
The fan member 280 is fixed to the outer cylindrical portion 232 of the inner rotor 251 with a bolt 246 at the bottom of the central conical portion 280 a, and the fan 280 b provided on the outer periphery of the fan member 280 stands outward from the rotor 240. It has a simple structure. The fan member 280 is covered with a fan cover 281.
[0043]
The engine starter / power generator according to this embodiment is configured as described above. The rectifying brush mechanism 263 is disposed on the inner side in the axial direction of the inner rotor 251, and the governor mechanism 230 is separated from the rectifying brush mechanism 263 on the outer side in the axial direction. Therefore, the amount of bulging outward from the crankshaft can be kept small.
[0044]
Further, since the winding state of the power generation coil 272 and the starting coil 273 wound around the yoke of the stator core of the outer stator 270 is biased inward in the axial direction to reduce the outward protrusion amount, the outer rotor 240 and The fan member 280 is not required to be positioned on the outer side in the axial direction, and the amount of bulging in the outward direction of the crankshaft can be further reduced.
[0045]
The outside air introduced from the outside air inlet 281a of the fan cover 281 by the rotation of the fan 280b spreads to the outer periphery along the central conical portion 280a, but the rotor 240 blocks the introduced air and enters the starter / power generator 250 side. Therefore, it is difficult for outside air to enter the rectifying brush mechanism 263 further on the inner side (in the axial direction) than the starter / power generator 250, and therefore, the rectifying brush mechanism 263 is affected by dust contained in the outside air. To prevent that.
[0046]
FIG. 6 is a block diagram showing the overall configuration of the start / stop control system in the engine 200 provided with the starter / power generator 250 that directly rotates the crankshaft 201. The same reference numerals as those described above represent the same or equivalent parts. ing.
[0047]
The engine stop / start system of this embodiment includes an operation mode in which idling is limited and an operation mode in which the idling is permitted. More specifically, when the vehicle is stopped, the engine automatically stops, and when the throttle grip is operated in the stopped state, the engine is automatically restarted to start the vehicle. “Stop start mode (idling limit mode) And a “starting mode (idling permission mode)” that permits idling for the purpose of warm-up operation at the time of engine start.
[0048]
The starter / power generator 250 includes a starter motor unit 71 and an AC generator (ACG) unit 72, and the power generated by the AC generator unit 72 is charged to the battery 68 via the regulator / rectifier 67. When the starter relay 62 is turned on, the battery 68 supplies a drive current to the starter motor unit 71 and also supplies a load current to the various general electrical components 74 and the main control unit 60 through the main switch 73.
[0049]
A power generator 78 that generates heat electromotive force using exhaust heat is attached to the exhaust pipe 255 around the muffler 256 on the engine 200 side. The thermoelectromotive force generated by the power generation device 78 is boosted by the transformer 79 or supplied to the battery 68 as it is. In addition, although the cooling water for cooling the cold junction of the built-in thermoelectric generation element is supplied to the electric power generating apparatus 78, illustration is abbreviate | omitted here.
[0050]
The main control device 60 includes an angle sensor 49 for detecting the rotation angle of the engine, a throttle sensor 50 for detecting the throttle opening degree, a Ne sensor 51 for detecting the engine speed Ne, and a rotation angle of the throttle grip 92. A throttle switch 52 that closes the contact when the predetermined opening (the angle θ) is exceeded, an idle switch 53 that permits or restricts idling of the engine 200, a seating switch 54 that closes the contact when the driver is seated in the driver's seat, and a vehicle speed A vehicle speed sensor 55 for detecting the vehicle, a standby indicator 56 flashing while the vehicle is stopped in a stop / start mode, which will be described later, a headlamp switch 57 for turning on / off the headlamp 69, and a starter of the starter / power generator 250. A starter switch 58 for driving the motor unit 71 to start the engine 200; A stop switch 59 to close the contacts in response to the operation, the voltage of the battery 68 is a predetermined value (e.g., 10V) and a battery indicator 76 to alert the driver of insufficient charging lit to become less connected.
[0051]
Further, the main control device 60 includes an ignition control device (including an ignition coil) 61 that ignites the spark plug 206, a control terminal of a starter relay 62 that supplies power to the starter motor unit 71, and the headlamp 69. The control terminal of the headlamp relay 63 that supplies electric power to the vehicle, the control terminal of the bi-starter relay 64 that supplies electric power to the bi-starter 65 mounted on the carburetor 66, and the vehicle without interrupting the main switch 73. A buzzer 75 that generates an alarm sound and calls attention before the headlight 69 is automatically turned off is connected.
[0052]
FIG. 7 is a block diagram specifically showing the configuration of the main controller 60, and the same reference numerals as those described above represent the same or equivalent parts. FIG. 8 shows a list of main operations of the main controller 60.
[0053]
The operation mode switching unit 300 sets the operation mode of the engine stop / start control device in accordance with the state of the idle switch 53 and the state of the vehicle, the “start mode” that allows idling and the “stop start mode” that limits idling. Switch to one of the following.
[0054]
In the operation mode switching unit 300, the state signal of the idle switch 53 is input to the operation mode signal output unit 301 and the inverter 302. The state signal of the idle switch 53 indicates the “L” level in the off state (idling restriction) and the “H” level in the on state (idling permission). Inverter 302 inverts the state signal of idle switch 53 and outputs the result.
[0055]
The vehicle speed continuation determination unit 303 includes a timer 303a, and outputs an “H” level signal when a vehicle speed equal to or higher than the planned speed is detected over a predetermined time. AND circuit 304 outputs a logical product of the output signal of vehicle speed continuation determination unit 303 and the output signal of inverter 302 to operation mode signal output unit 301.
[0056]
When the main switch 73 is turned on, the operation mode signal output unit 301 activates a “start mode” in which idling is permitted. Further, when the output of the AND circuit 304 becomes “H” level in the “start mode”, that is, when the idle switch 53 is turned off and a vehicle speed exceeding a predetermined speed is detected over a predetermined time, the operation mode is changed to “ The “start mode” shifts to the “stop start mode” where idling is restricted. Further, when the idle switch 53 is turned on again in the “stop start mode”, the operation mode is shifted from the “stop start mode” to the “start mode”. Operation mode signal S output from operation mode signal output unit 301 ₃₀₁ Is “L” level during “start mode” and “H” level during “stop start mode”.
[0057]
The starter relay control unit 400 starts the starter relay 62 manually or automatically under predetermined conditions according to the operation mode. In the starter relay control unit 400, the detection signal of the Ne sensor 51 is supplied to the idling or lower determination unit 401. The determination unit 401 outputs an “H” level signal when the engine speed is equal to or lower than a predetermined idling speed (for example, 800 rpm). The AND circuit 402 outputs a logical product of the output signal of the determination unit 401, the status signal of the stop switch 59, and the status signal of the starter switch 58. The AND circuit 403 outputs the output signal of the AND circuit 402 and the operation mode signal S. ₃₀₁ The logical product with the inverted signal of is output.
[0058]
The AND circuit 404 outputs a logical product of the output signal from the idling or less determination unit 401, the state signal of the throttle switch 52, and the state signal of the seating switch 54. The AND circuit 405 outputs the output signal of the AND circuit 404 and the operation mode signal S. ₃₀₁ And the logical product of The OR circuit 406 outputs the logical sum of the AND circuits 403 and 405 to the starter relay 62.
[0059]
In this configuration, during the “start mode”, the operation mode signal S ₃₀₁ Is “L” level, the AND circuit 403 is enabled. Therefore, if the starter switch 58 is turned on by the driver when the engine speed is equal to or lower than idling and the stop switch 59 is on (braking operation), the starter relay 62 is turned on and the starter motor unit 71 is turned on. It is activated.
[0060]
On the contrary, the AND circuit 405 is enabled during the “stop start mode”. Therefore, when the engine speed is equal to or less than idling, and the throttle is opened when the seating switch is on (the driver is seated in the driver's seat), the starter relay 62 is turned on and the starter motor unit 71 is activated.
[0061]
In the bi-starter control unit 500, the output signal from the Ne sensor 51 is input to the Ne determination unit 501. The Ne determination unit 501 outputs an “H” level signal and closes the bi-starter relay 64 when the engine speed is equal to or higher than a predetermined set speed. According to such a configuration, in any operation mode, if the engine speed is equal to or higher than the predetermined set speed, the fuel can be increased.
[0062]
In the indicator control unit 600, the output signal from the Ne sensor 51 is input to the Ne determination unit 601. The Ne determination unit 601 outputs an “H” level signal when the engine speed is equal to or lower than the set speed. The AND circuit 602 outputs a logical product of the state signal of the seating switch 54 and the output signal of the Ne determination unit 601. The AND circuit 603 outputs the output signal of the AND circuit 602 and the operation mode signal S. ₃₀₁ Is output to the standby indicator 56. The standby indicator 56 is turned off when the input signal is at the “L” level, and blinks when the input signal is at the “H” level.
[0063]
That is, since the standby indicator 56 flashes when the vehicle is stopped in the “stop start mode”, if the standby indicator 56 is flashing, the driver can start immediately even if the throttle grip is opened even if the engine is stopped. Can be recognized.
[0064]
The ignition control unit 700 permits or prohibits the ignition operation by the ignition control device 61 under a predetermined condition for each operation mode. In the ignition control unit 700, a detection signal from the vehicle speed sensor 55 is input to the travel determination unit 701. Traveling determination unit 701 outputs an “H” level signal when it is determined that the vehicle is traveling based on the detection signal. The OR circuit 702 outputs a logical sum of the output signal of the travel determination unit 701 and the output signal of the throttle switch 52. The OR circuit 703 includes an output signal of the OR circuit 702 and the operation mode signal S. ₃₀₁ Is output to the ignition control device 61. The ignition control device 61 executes an ignition operation at every predetermined timing if the input signal is “H” level, and stops the ignition operation if it is “L” level.
[0065]
According to this configuration, in the start mode, the operation mode signal S ₃₀₁ Since the inverted signal is “H” level, the OR circuit 703 always outputs an “H” level signal. Accordingly, in the “start mode”, the ignition control device 61 always executes the ignition operation. On the other hand, in the stop / start mode, the ignition operation is executed on the condition that the vehicle is traveling or the throttle is opened. On the other hand, the ignition operation is prohibited if the engine is stopped and the throttle is closed.
[0066]
The headlamp / buzzer control unit 800 automatically turns on / off the headlamp according to the driving state of the vehicle and the sitting state of the driver for each operation mode, and prompts the driver to pay various attentions. Is issued as a buzzer sound.
[0067]
A state signal of the seating switch 54 is input to the non-seating continuation determination unit 801. The non-seating continuation determination unit 801 includes two timers 8011 and 8012 for measuring the non-seating time of the driver. When the timers 8011 and 8012 time out, the signal S at the “H” level is obtained. ₈₀₁₁ , S ₈₀₁₂ Is output. In this embodiment, the timers 8011 and 8012 time out in 3 seconds and 1 second, respectively.
[0068]
The non-ignition continuation determination unit 802 includes two timers 8021 and 8022 for measuring the non-ignition time of the engine. ₈₀₂₃ When the timers 8021 and 8022 time out, the signal S at the “H” level is output. ₈₀₂₁ , S ₈₀₂₂ Is output. In this embodiment, the timers 8021 and 8022 time out at 3.5 minutes and 3 minutes, respectively.
[0069]
The AND circuit 812 outputs the output signal S of the non-seating continuation determination unit 801. ₈₀₁₁ And the output signal S of the non-ignition continuation determination unit 802 ₈₀₂₃ And the logical product of The OR circuit 804 outputs the output signal S of the non-ignition continuation determination unit 802. ₈₀₂₁ And the output signal of the AND circuit 812 are output. The AND circuit 805 outputs the output signal of the OR circuit 804 and the operation mode signal S. ₃₀₁ Is output to the reset terminal R of the flip-flop 810.
[0070]
The AND circuit 807 outputs the output signal of the throttle switch 52 and the operation mode signal S. ₃₀₁ And the logical product of The Ne determination unit 806 receives an output signal of the Ne sensor 51, and outputs an “H” level signal when the engine speed is equal to or lower than the set speed. The AND circuit 808 outputs the output signal of the Ne determination unit 806 and the operation mode signal S. ₃₀₁ The logical product with the inverted signal of is output. The OR circuit 809 outputs the logical sum of the AND circuits 807 and 808 to the set terminal S of the flip-flop 810. The AND circuit 811 outputs a logical product 811 of the Q output of the flip-flop 810 and the status signal of the headlamp switch 57 to the control terminal of the headlamp relay 63. The headlamp relay 63 turns on the headlamp 69 when an “H” level signal is input, and turns off when an “L” level signal is input.
[0071]
According to this configuration, in the start mode, the operation mode signal S ₃₀₁ Since the inverted signal of “H” is at the “H” level, the AND circuit 808 is enabled. Accordingly, since the flip-flop 810 is set if the engine speed is equal to or higher than the set speed, the headlamp is lit if the headlamp switch 57 is on.
[0072]
On the other hand, in the stop / start mode, the operation mode signal S ₃₀₁ Is “H” level, the AND circuits 805 and 807 are enabled. Therefore, if the output of the OR circuit 804 is at “H” level, the flip-flop 810 is reset and the headlamp is automatically turned off.
[0073]
That is, the headlamp in the stop / start mode continues to output signal S in a non-ignition state continuously for the timeout time of timer 8021 (3.5 minutes in the present embodiment). ₈₀₂₁ Is turned off when the signal becomes “H” level or non-sitting in the non-ignition state continues for the timeout time of the timer 8011 (3 seconds in this embodiment) and the output signal of the AND circuit 812 becomes “H” level. Is done.
[0074]
According to the investigation by the present inventors, waiting for a signal or waiting for a right turn at an intersection is about 30 seconds to 2 minutes. Stopping over this time is a stop other than waiting for a signal or waiting for a right turn, that is, turn on the headlamp. There is a high possibility that the vehicle is in a stopped state that does not need to be left. Therefore, if the headlamp is turned on until the non-ignition state exceeds the scheduled time (for example, 3.5 minutes) as in the present embodiment, the vehicle is stopped when waiting for a signal or waiting for a right turn. You can keep the headlights on. Moreover, since the light is automatically turned off when the stop time exceeds 3.5 minutes, useless power consumption of the battery can be suppressed.
[0075]
Further, even when the driver is not seated after stopping, there is a high possibility that the vehicle is not waiting for a signal or waiting for a right turn. However, since there are many cases where the driver stands up temporarily with the vehicle straddling immediately after stopping at the intersection, it is not desirable to automatically turn off the light simultaneously with the detection of non-seating. Therefore, in the present embodiment, the non-sitting time in the non-ignition state is measured, and the light is automatically turned off on the condition that the estimated time (3 seconds in the present embodiment) estimated that the driver has left the vehicle.
[0076]
If the throttle is opened from the stop state in the stop / start mode, the output of the AND circuit 807 becomes "H" level and the flip-flop 810 is set, so that the headlamp is automatically turned on.
[0077]
The AND circuit 813 of the headlamp / buzzer control unit 800 outputs the output signal S of the non-seating continuation determination unit 801. ₈₀₁₂ , Output signal S of non-ignition continuation determination unit 802 ₈₀₂₃ , And operation mode signal S ₃₀₁ Is output to the buzzer driving unit 814. The AND circuit 815 outputs the output signal S of the non-ignition continuation determination unit 802. ₈₀₂₂ , Operation mode signal S ₃₀₁ , And the logical product of the status signals of the headlight switch 57 is output to the buzzer driving unit 814.
[0078]
When the output signal of the AND circuit 813 becomes the “H” level, that is, the non-seating in the non-ignition state continues in the stop start mode for more than the time-out time of the timer 8012 (1 second in this embodiment). A buzzer driving signal that repeats on for 0.2 seconds and off for 1.5 seconds is output. The buzzer driving signal at this time is continuously output until the main switch 73 is shut off or the driver is seated again.
[0079]
On the other hand, the output signal of the AND circuit 815 becomes “H” level, that is, the headlamp switch 57 is in the on state in the stop / start mode, and the non-ignition state is the time-out time of the timer 8022 (in this embodiment, 3 minutes). ) If the above is continued, the same buzzer driving signal as described above is output for the scheduled time until the timer 8141 times out this time. In this way, an operation for stopping the buzzer becomes unnecessary.
[0080]
According to the present embodiment, when the engine is automatically stopped and the non-seating for 1 second or more is detected without the main switch being shut off, the driver is leaving the vehicle without forgetting to turn off the main switch. Thus, the buzzer 75 is sounded and the driver can recognize that the main switch has been forgotten to be turned off. Furthermore, since the buzzer 75 is sounded before the automatic turn-off condition when the vehicle is stopped (the non-ignition state is 3.5 minutes or more) (the non-ignition state is 3 minutes or more), the driver automatically turns off the headlamp. Can be recognized in advance, and it is possible to prevent the driver from being automatically turned off without the driver's knowledge.
[0081]
In the above embodiment, when the non-seating for 1 second or more is detected without shutting off the main power supply when the engine is automatically stopped, the main switch 73 is shut off or the driver gets on again. It was explained that the buzzer continued to ring until. However, for example, when the driver is assumed to leave the vehicle without shutting off the main switch 73 as in the case of delivery work or collection work, the buzzer is automatically turned on after the scheduled time has elapsed. May be stopped automatically.
[0082]
Furthermore, in the above-described embodiment, it has been described that the headlamp is automatically turned off when the ignition off state or the driver's non-seating continues for a predetermined time or longer. Alternatively, the headlamp may be turned off or the position lamp may be turned on instead.
[0083]
FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of a start / stop control system according to another embodiment of the present invention, where the same reference numerals as those already described denote the same or equivalent parts. In the present embodiment, the electric power generated by the AC generator unit 72 is charged into the two batteries 68A and 68B via the regulator / rectifier 67. The battery 68 </ b> A is dedicated to starting the engine, and supplies drive current to the starter motor unit 71 when the starter relay 62 is turned on. The battery 68B supplies load current to the various electrical components 74, the main control unit 60, and the like via the main switch 73. Since the battery 68A is exclusively used for engine start and the power consumption is sufficiently reduced so that the battery 68A is always kept in a fully charged state, a good engine start is always possible regardless of the charge amount of the other battery 68B. .
[0084]
Next, the power generation device 78 that generates electric power using exhaust heat will be described. The power generator 78 has a thermoelectromotive force generating unit. The thermoelectromotive force generating unit according to the present embodiment can appropriately control the temperature of the hot junction of the thermoelectric generator regardless of the temperature of the heat generating part where it is installed. 10 and 11 are cross-sectional views showing the first basic configuration (140A) of the thermoelectromotive force generation unit 140 included in the power generation device 78. FIG.
[0085]
The thermoelectromotive force generation unit 140A includes a cooling member 131 and a hot junction side thermal connection member 143, a thermoelectric generation element 142 sandwiched between the members 131 and 143, a bimetal deformation member 144 that deforms due to a temperature change, and a bimetal deformation member An anchor pin 145 that fixes the central portion of 144 to the main surface of a heat generating member 133 on the vehicle, such as an exhaust pipe, and an end that holds both ends of the bimetal deformable member 144 on the hot junction side thermal connection member 143 And a pressing member 146.
[0086]
The thermoelectric generator 142 includes a cold junction board 142a and a hot junction board 142b, and semiconductor legs 142c composed of p legs and n legs alternately provided between the boards 142a and 142b. In addition, since the generation principle of the thermoelectromotive force by the thermoelectric generator 142 is known as using the Seebeck effect, the description thereof is omitted. The cooling member 131 has a plurality of water jackets 131a through which cooling water flows. Each metal material is selected so that the shape of the bimetal deformable member 144 is deformed near the upper limit of the heat resistant temperature of the thermoelectric generator 142.
[0087]
In this configuration, when the temperature of the heat generating member 133 is low and the temperature of the hot junction side thermal connection member 143 is sufficiently lower than the heat resistant temperature of the thermoelectric generator 142, as shown in FIG. It does not deform and its radius of curvature remains large enough. Therefore, the mechanical contact between the hot junction side thermal connection member 143 and the heating member 133 is maintained, and the heat of the heating member 133 is conducted to the hot junction board 142b of the thermoelectric generator 142 via the hot junction side thermal connection member 143. Is done.
[0088]
The cooling member 131 is sufficiently cooled by the cooling water flowing through the water jacket 131a, and the cold junction board 142a of the thermoelectric generator 142 is sufficiently cooled. Therefore, in the thermoelectromotive force generation unit 140A, the cold junction board 142a and the hot junction board are used. The temperature difference from 142b increases. The thermoelectromotive force generation unit 140 </ b> A generates a thermoelectromotive force in response to a temperature difference between the hot junction side thermal connection member 143 and the cooling member 131.
[0089]
On the other hand, when the temperature of the heat generating member 133 rises and approaches the upper limit value of the heat resistance temperature of the thermoelectric generator 142, the bimetal deformable member 144 is deformed and the radius of curvature is reduced as shown in FIG. As a result, the hot junction side thermal connection member 143 is separated from the heat generating member 133 and the mechanical contact between the two is interrupted. For this reason, the heat of the heat generating member 133 is not conducted to the hot junction side heat connecting member 143, and the temperature rise of the thermoelectric generator 142 is limited.
[0090]
As described above, in the first basic configuration, as means for controlling the temperature of the hot junction of the thermoelectric generator 142, the heat conduction between the heat generating portion on the vehicle and the hot junction by mechanical deformation in response to the temperature. The heat deformation member (bimetal deformation member 144) which cancels a general connection was adopted.
[0091]
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a second basic configuration (140B) of the thermoelectromotive force generation unit included in the power generator 78, where the same reference numerals as those already described denote the same or equivalent parts. In the thermoelectromotive force generation unit 140B, the same cooling member 132 as that on the cold junction substrate 142a side is thermally conductively connected to the hot junction substrate 142b side of the thermoelectric generator 142.
[0092]
FIG. 13 is a diagram showing a cooling circuit of the thermoelectromotive force generation unit 140B. The water jackets 131a and 132a of the cooling members 131 and 132 are connected to a cooling water supply path 149 as shown in FIG. A one-way valve (check valve) 149a is provided on the inlet side and the outlet side of the water jacket 132a to prevent backflow when the cooling water boils. The control unit 151 monitors the temperature of the thermoelectric generator 142. The temperature of the thermoelectric generator 142 may be obtained directly based on the output voltage of the thermoelectric generator 142, a temperature sensor or the like previously arranged in the vicinity thereof, or the thermoelectric generator element at the engine speed or throttle opening degree. A temperature of 142 may be representative.
[0093]
In this configuration, the control unit 151 controls the electromagnetic valve 150 so that the cooling water is supplied only to the water jacket 131a of the cooling member 131 while the temperature of the thermoelectric generator 142 is sufficiently lower than the heat resistant temperature. On the other hand, when the temperature of the thermoelectric generation element 142 rises to near the heat resistant temperature, the control unit 151 electromagnetically controls the cooling water to be supplied to both the water jacket 131a of the cooling member 131 and the water jacket 132a of the cooling member 132. Control the valve 150. As described above, in the second basic configuration, as a means for controlling the temperature of the hot junction of the thermoelectric generator 142, a means (cooling member 132) for actively cooling the hot junction is employed.
[0094]
FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of a power generator 78 including the thermoelectromotive force generation unit, where the same reference numerals as those already described denote the same or equivalent parts. In FIG. 14, the hot junction side attachment 171 is closely fixed around the exhaust pipe 255 while maintaining high thermal conductivity, and the outer periphery of the hot junction side attachment 171 is kept at a predetermined gap by the cold junction side attachment 172. Covered. The attachments 171 and 172 are fastened together with bolts 168 and nuts 169 to the exhaust pipe 255.
[0095]
Recessed portions 171a and 172a for housing the thermoelectromotive force generation unit 140C are formed at several locations on the outer surface of the hot junction side attachment 171 and the inner surface of the cold junction side attachment 172 so as to face each other. . A large number of water jackets 171 b for flowing cooling water are formed along the exhaust pipe 255 inside the warm junction side attachment 171. Similarly, a large number of water jackets 172 b are formed along the exhaust pipe 255 inside the cold junction attachment 172.
[0096]
FIG. 20 is a diagram schematically showing the paths of the water jackets 171b and 172b in the attachments 171 and 172. Both ends of the water jackets 171b and 172b extending along the exhaust pipe 255 are The water jackets 171c (172c) are coupled in common to the water supply / drain nozzles 171d and 171e (172d and 172e).
[0097]
As shown in FIG. 14, the cooling water that has passed through the water jackets 171 b and 172 b is cooled by a radiator 451, pressurized by a pump 452, and supplied to the engine 200. The cooling water that has cooled the engine 200 is supplied directly to each water jacket 172 b of the cold junction side attachment 172 and to each water jacket 171 b of the hot junction side attachment 171 via the electromagnetic valve 454. Opening and closing of the electromagnetic valves 454 and 455 is controlled by the main controller 60.
[0098]
The cooling water that has passed through the water jackets 171b and 172b is supplied to the thermo valve 453 via the engine 200 again. The thermo valve 453 switches the water channel in response to the temperature of the cooling water. If the temperature of the cooling water is high, it is supplied to the radiator 451 for cooling, and if the temperature of the cooling water is low, the radiator 451 is bypassed to pump. 452.
[0099]
15 and 16 are sectional views of the thermoelectromotive force generating unit 140C installed in the recesses 171a and 172b of the hot junction side attachment 171 and the cold junction side attachment 172, and the same reference numerals as those already described are the same or equivalent. Represents a part. The thermoelectromotive force generating unit 140C includes a cold junction side thermal connection member 141 and a hot junction side thermal connection member 143, a thermoelectric generation element 142 sandwiched between the thermal connection members 141 and 143, and a bimetal deformable member that deforms due to a temperature change. 144, an anchor pin 145 that fixes the central portion of the bimetal deformable member 144 to the heating surface that is the bottom of the recess 171a, and an end presser that holds both ends of the bimetal deformable member 144 on the hot junction side thermal connection member 143 Member 146.
[0100]
Each bimetal material is selected as the bimetal deformable member 144 so as to be deformed near the heat resistant temperature of the thermoelectric generator 142. In the thermoelectric generator 142, as shown in FIG. 17, the p leg portions 142 p and the n leg portions 142 n are alternately arranged along the exhaust pipe 255.
[0101]
In this configuration, main controller 60 constantly monitors temperature T of thermoelectric generator 142. The temperature of the thermoelectric generator 142 may be obtained directly based on the output voltage of the thermoelectric generator 142, a temperature sensor or the like previously arranged in the vicinity thereof, or the thermoelectric generator element at the engine speed or throttle opening degree. A temperature of 142 may be representative.
[0102]
When the temperature of the thermoelectric generator 142 is sufficiently lower than the heat resistant temperature, the main controller 60 closes the electromagnetic valves 454 and 455 and supplies the cooling water only to the water jacket 172b of the cold junction side attachment 172. As a result, in the thermoelectric generator 142, the temperature difference between the hot junction and the cold junction is increased, and the power generation efficiency is improved.
[0103]
On the other hand, when the temperature of the thermoelectric generator 142 rises and approaches the heat resistant temperature, the main controller 60 opens the electromagnetic valves 454 and 455 and supplies the cooling water to the water jacket 171b of the hot junction side attachment 171 as well. As a result, the temperature of the hot junction of the thermoelectric generator 142 is kept below the heat resistance temperature.
[0104]
Further, in the thermoelectromotive force generation unit 140C, when the temperature of the hot junction side attachment 171 is sufficiently lower than the heat resistant temperature, the bimetal deformable member 144 is not deformed as shown in FIG. Therefore, the mechanical contact between the hot junction side thermal connection member 143 of the thermoelectromotive force generation unit 140C and the hot junction side attachment 171 is maintained, and the heat of the hot junction side attachment 171 passes through the hot junction side thermal connection member 143. Conducted to the hot junction side of the thermoelectric generator 142. Therefore, the thermoelectromotive force generating unit 140 generates a thermoelectromotive force in response to a temperature difference between the hot junction side attachment 171 and the cold junction side attachment 172.
[0105]
On the other hand, when the temperature of the hot junction side attachment 171 rises and approaches the heat resistant temperature of the thermoelectric generator 142, as shown in FIG. 16, the bimetal deformable member 144 is deformed to reduce the radius of curvature, and the hot junction side The thermal connection member 143 is separated from the hot-contact-side attachment 171 and the mechanical contact between them is broken. For this reason, the heat of the hot junction side attachment 171 is not conducted to the hot junction side thermal connection member 143, and the temperature rise of the thermoelectric generator 142 is limited.
[0106]
In this way, the temperature of the thermoelectric generator 142 can be limited to a desired temperature regardless of the temperature of the heat generating portion where the thermoelectromotive force generating unit 140 is installed. It can also be attached to a heat generating part whose temperature exceeds the heat resistance temperature.
[0107]
Here, as shown in FIG. 18, when the temperature rise curve A of the heat generating part having the highest maximum temperature is compared with the temperature rise curve B of the heat generating part having the lowest maximum temperature, the heat generating part having the highest maximum temperature is generally compared. The temperature rises more quickly than the heat generating part with the lowest maximum temperature. Therefore, as described above, if the thermoelectromotive force generation unit 140C can be installed at a high temperature heat generating portion exceeding its heat resistance temperature, the time required for the thermoelectric generator 142 to be maintained at a high temperature becomes longer and the power generation efficiency is improved. improves.
[0108]
Furthermore, the high temperature part can maintain a high temperature state even after the engine is stopped longer than the low part, and can continue to generate useful thermoelectromotive force during that period. Therefore, it is possible to supply power to the electric load when the engine is restarted or when the engine is stopped, and the burden on the battery can be reduced.
[0109]
FIG. 19 is a cross-sectional view showing another example of the power generation device 78 using a thermoelectric generator, and the same reference numerals as those already described denote the same or equivalent parts. In the power generation device 78 of FIG. 14, the bottom surface of the recess 171 a to which the hot junction of the thermoelectric generation element 142 is thermally conductively connected is orthogonal to the imaginary line extending radially from the exhaust pipe 255. On the other hand, in the power generation device 78 of FIG. 19, the outer peripheral cross section of the hot junction side attachment 191 and the cold junction side attachment are provided so that more thermoelectric generation elements 142 can be provided on the surface of the hot junction side attachment 191. The inner peripheral cross section of 192 was formed into a saw blade shape that meshes with each other, and the thermoelectric generators 142 were arranged along the saw blade surface. Thus, the heat generating surface to which the hot junction of the thermoelectric generator 142 is connected in a heat conductive manner is prevented from being orthogonal to the imaginary line. In FIG. 19, the thermoelectric generator 142 can include a cold junction side thermal connection member 141 and a hot junction side thermal connection member 143, as shown in FIG. 15.
[0110]
A large number of water jackets 192 a are formed along the exhaust pipe 255 inside the cold junction side attachment 192. Both water jackets 192a are coupled to the water supply / drain nozzles 172d and 172e. Each thermoelectric generation element 142 is connected in series by a lead wire 167 as shown in the figure, and is connected to a lead wiring 166. As is clear from comparison with FIG. 14, in the power generation device 78 of FIG. 19, a large number of thermoelectric power generation elements 142 can be arranged at a short distance from the surface of the exhaust pipe 255, which is a heat source, thereby further improving power generation efficiency. Can be made.
[0111]
Next, another embodiment of the thermoelectric generator 142 will be described. FIG. 21 is a perspective view of a main part of the thermoelectric generator. In the figure, the thermoelectric generator 41 includes an n-type semiconductor first member 42 and a p-type semiconductor second member 43. The first member 42 includes a vertical portion (main portion) 42a and projecting portions 42b protruding horizontally from opposite ends of the vertical portion 42a in opposite directions. On the other hand, the second member 43 is a simple flat plate member and is disposed in parallel with the vertical portion 42 a of the first member 42. The first members 42 and the second members 43 are alternately arranged so that the protruding portions 42 b of the first members 42 abut against the surface of the second member 43. For example, the portion CL is the cold junction side and the portion WM is the hot junction side. The projecting portion 42 b is provided on both the cold junction side CL and the warm junction side WM, and connects the vertical portion 42 a and the second member 43.
[0112]
As can be understood from the comparison between FIG. 21 and FIG. 17, the first member 42 and the second member 43 of the thermoelectric generator 41 are joined to each other via the projecting portion 42 b, so No other connecting member other than the member 43 is required. Therefore, as described later, a complicated process of joining the connecting member to the first member 42 and the second member 43 is not performed. Note that the first member 42 and the second member 43 are not limited to the combination of an n-type semiconductor and a p-type semiconductor as long as they produce a thermoelectric effect at their joints. For example, one of the first member 42 and the second member 43 may be a semiconductor and the other may be a metal.
[0113]
A specific method for manufacturing the thermoelectric generator 41 will be described. The thermoelectric generator 41 can be manufactured by an injection molding method (MIM method: metal injection method), particularly by a method of injecting a material into a mold in two stages. 22 and 24 are front views showing a molding die for the thermoelectric generator 41, and FIGS. 23 and 25 are sectional views of FIGS. 22 and 24, respectively.
[0114]
First, in FIGS. 22 and 23, a mold (for example, a mold) 44 includes a fixed mold 45 and a movable mold 46. Further, the fixed mold 45 includes a front fixed mold 45A and a rear fixed mold 45B, and the movable mold 46 includes a substantially flat front movable mold 46A and a comb-shaped rear movable mold 46B.
[0115]
In FIG. 23A, that is, the AA cross section of FIG. 22, the step surface 46d of the front movable mold 46A is in contact with the upper end surface 45e of the front fixed mold 45A. There is a gap between the lower end surface 46e and the step surface 45d of the front fixed mold 45A. On the other hand, the lower end portion 46e of the rear movable mold 46B is lowered to a position where it abuts on the step surface 45dd of the rear fixed mold 45B. In this state, the rear movable mold 46B closes the gap to form the cavity CV1. .
[0116]
Further, in FIG. 23B, that is, the BB cross section in FIG. 22, the relationship between the front movable mold 46A and the front fixed mold 45A is not different from the AA cross section. However, a cavity CV2 surrounded by the rear fixed mold 45B and the front fixed mold 45A is formed in the rear fixed mold 45B. Further, in FIG. 23C, that is, the CC cross section of FIG. 22, a cavity CV3 surrounded by the rear fixed mold 45B, the front movable mold 46A, and the front fixed mold 45A is formed.
[0117]
The cavity CV2 becomes a protruding portion 42b of the first member 42, and the cavity CV3 becomes a vertical portion 42a of the first member 42. The cavity CV1 serves as a connecting portion that connects the cavity CV2 and the cavity CV3 with the other adjacent cavity CV2 and cavity CV3. An inlet for injecting a semiconductor material is preferably formed in this connecting portion. Thus, after setting the mold for the first-stage molding, the first semiconductor material (here, n-type semiconductor) is injected through the cavity CV1. After injecting the first semiconductor material, the process proceeds to the second stage molding.
[0118]
For the second stage molding, a mold is set as shown in FIGS. First, in FIG. 25A, that is, the AA cross section of FIG. 24, the front movable mold 46A is pulled up, and the cavity CV4 is formed on the connecting portion CN made of the first semiconductor material injected into the cavity CV1. ing. On the other hand, the rear movable mold 46B is also raised to the same height as the rear movable mold 46B, and a cavity CV5 is formed between the lower end 46e and the step surface 45dd of the rear fixed mold 45B. Of course, the cavities CV4 and CV5 communicate with each other.
[0119]
Further, in FIGS. 25B and 25C, that is, in the BB cross section and the CC cross section in FIG. 24, the relationship between the front movable mold 46A and the front fixed mold 45A is not different from the AA cross section. In FIG. 25B, the connecting portion CN formed by injecting the first semiconductor material into the cavity CV1 and the front surface 45f of the rear fixed mold 45B form one of the lower surface and the side surface of the cavity CV4. In FIG. 25C, the surfaces of the connecting portion CN and the first member 42 form one of the lower surface and the side surface of the cavity CV4.
[0120]
A semiconductor material is injected into the cavity CV5 to form the second member 43, and a semiconductor material is injected into the cavity CV4 to form a connecting portion CN2 (described later) that connects the cavities CV5 adjacent to each other. An inlet for injecting the second semiconductor material into the cavities CV4 and CV5 is preferably formed in the cavity CV4 to be the connecting portion CN2. Thus, after setting the mold for the second stage molding, a second semiconductor material different from the material injected in the first stage is injected through the cavity CV4.
[0121]
After the injection of the second semiconductor material in the second stage, the mold is disassembled (demolded), and the molded first and second semiconductor materials are subjected to a firing step as necessary. Through this firing step, the bonding state of individual semiconductor materials becomes good, and the bonding state between different types of adjacent semiconductors can be enhanced. Thereafter, the connecting portions CN and CN2 formed by the cavities CV1 and CV4 are cut off. The thermoelectric generator 41 thus molded can be incorporated into the power generator 78 in the same manner as the thermoelectric generator 142 shown in FIGS. FIG. 26 is a perspective view showing the thermoelectric generator 41 at a stage before the coupling part is cut off after the mold is disassembled. In FIG. 26, the symbol CN is a connecting portion formed at the same time when the first injection, that is, the first member 42 is formed, and the symbol CN2 is a connection portion formed at the same time when the second injection, that is, the second member 43 is formed. Part.
[0122]
The thermoelectric generator 41 is not limited to the shape shown in FIG. 21 and can take various shapes. Although the thermoelectric generator 41 shown in FIG. 21 has a linear shape as a whole, for example, it can be a shape having a curvature. FIG. 27 is a perspective view showing a thermoelectric generator formed in a curved shape. In the figure, an angle is provided on the protruding portion 42b of the first member 42 that contacts the second member 43 so that the entire shape of the thermoelectric generator 41A connecting the first member 42 and the second member 43 is an arc shape. ing. The circular arc thermoelectric generator 41A can be formed by connecting a plurality of arc thermoelectric generators 41A.
[0123]
FIG. 28 is a perspective view showing an example in which the thermoelectric generators 41A are connected. In the figure, an annular thermoelectric generator 47 is formed by connecting a plurality of thermoelectric generators 41 </ b> A, and is arranged concentrically with the exhaust pipe 255. In order to increase the amount of power generation, the thickness of the ring-shaped thermoelectric generator 47, that is, the size of the exhaust pipe 255 in the axial direction is increased, or a plurality of ring-shaped thermoelectric generators 47 are arranged in the axial direction of the exhaust pipe 255. What is necessary is shown in FIG.
[0124]
The thermoelectric generators 41, 41A and the like are not limited to the illustrated shapes. For example, as shown in FIG. 29, projecting portions 42 b and 43 b are formed on both the first member 42 and the second member 43, the projecting portion 42 b is the vertical portion 43 a of the second member 43, and the projecting portion 43 b is the first member 42. You may make it contact | abut to the vertical part 42a. The point is that the thermoelectric generator is formed only by the first member 42 and the second member 43, and any other connection member is not required.
[0125]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the individual component parts of the thermoelectric generator are molded, and at the same time, these individual component parts are joined to each other, so that the individual component parts are joined via separate members. Unlike the case, the joining step can be omitted. Moreover, since each component part can be shape | molded with a type | mold, the thermoelectric generator of various shapes can be obtained. Therefore, for example, efficient power generation can be performed by freely setting the installation location of the power generation device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall side view of a scooter type motorcycle equipped with a power generator to which the present invention is applied.
FIG. 2 is a plan view around the instrument panel of the scooter type motorcycle.
FIG. 3 is a diagram schematically showing the structure of a hinge portion at the front part of a seat.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a throttle grip.
FIG. 5 is a cross-sectional view of the engine.
FIG. 6 is a block diagram showing an overall configuration of an example of a start / stop control system.
FIG. 7 is a block diagram showing functions of the main control device.
FIG. 8 is a diagram showing a main operation of the main control device as a list.
FIG. 9 is a block diagram showing the overall configuration of another example of the start / stop control system.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a first basic configuration (140A) of a thermoelectromotive force generation unit 140 applied to a power generation device.
11 is a cross-sectional view of the first basic configuration (140A) of the thermoelectromotive force generation unit 140 at a high temperature. FIG.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a second basic configuration (140B) of a thermoelectromotive force generation unit 140 applied to the power generation device.
FIG. 13 is a diagram showing an application example of a thermoelectromotive force generation unit 140B.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a power generation device mounted around the exhaust pipe.
FIG. 15 is a cross-sectional view of a thermoelectromotive force generation unit 140C.
FIG. 16 is a sectional view of a thermoelectromotive force generation unit 140C at a high temperature.
17 is a diagram showing a configuration of a thermoelectric generator 142. FIG.
FIG. 18 is a graph showing the relationship among engine speed, temperature, and power generation amount.
FIG. 19 is a cross-sectional view of the power generator installed around the exhaust pipe.
FIG. 20 is a view showing a configuration of a water jacket.
FIG. 21 is a perspective view of a thermoelectric generator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a front view of a mold during a first stage molding of a thermoelectric generator.
FIG. 23 is a cross-sectional view of the mold during the first stage molding of the thermoelectric generator.
FIG. 24 is a front view of the mold during the second stage molding of the thermoelectric generator.
FIG. 25 is a cross-sectional view of the mold during the second stage molding of the thermoelectric generator.
FIG. 26 is a perspective view of the thermoelectric generator in a state where the molds are separated.
FIG. 27 is a perspective view of a thermoelectric generator according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a perspective view showing a thermoelectric generator according to a second embodiment of the present invention mounted around the exhaust pipe.
FIG. 29 is a front view of the main part of the thermoelectric generator.
FIG. 30 is a front view of a main part of a conventional thermoelectric generator.
[Explanation of symbols]
2 ... Vehicle body front part, 3 ... Vehicle body rear part, 41, 41A, 142 ... Thermoelectric power generation element, 42 ... 1st member, 43 ... 2nd member, 42a ... Vertical part, 42b ... Projection part, 44 ... Mold, 45 ... Fixed type, 46 ... movable type, 45A ... front fixed type, 45B ... rear fixed type, 46 ... movable type, 46A ... front movable type, 46B ... rear movable type, 78 ... power generation device, 140 ... thermal power generation Unit 200 ... Engine 255 ... Exhaust pipe

Claims (5)

特性の異なる第１部材と第２部材を互いに接合して形成された温接点と冷接点との温度差に応じて熱起電力を発生させる熱発電素子において、
前記第１部材および前記第２部材が、
前記温接点側および冷接点側に亘る主部分と、
前記第１部材および第２部材の温接点側を互いに接合するための第１突出部分と、
前記第１部材および第２部材の冷接点側を互いに接合するための第２突出部分とからなり、
前記第１突出部分および第２突出部分が、前記第１部材および第２部材のいずれかの主部分の端部に水平方向に張り出すように該第１部材および第２部材のいずれかの成形時に一体的に形成され、前記主部分のうち該第１突出部分および第２突出部分が形成されていない側の端部に当接して接合され、前記第１部材および第２部材が交互にかつ整列して配置され、
かつ、前記第１又は第２部材のいずれかの成形時に一体に接合されるとともに、
前記第１部材および第２部材の主部分に対する前記第１突出部分および第２突出部分の当接部に角度を設け、円弧状とし、該円弧状とした熱発電素子をつなぎ合わせて環状とし、エンジンの排気管に同心円状に配置されることを特徴とする熱発電素子。In the thermoelectric generator that generates thermoelectromotive force according to the temperature difference between the hot junction and the cold junction formed by joining the first member and the second member having different characteristics to each other,
The first member and the second member are
A main portion across the hot junction side and the cold junction side;
A first projecting portion for joining the hot contact sides of the first member and the second member to each other;
A second projecting portion for joining the cold junction side of the first member and the second member to each other;
Molding of one of the first member and the second member so that the first projecting portion and the second projecting portion protrude in the horizontal direction at the end of the main portion of either the first member or the second member. Sometimes formed integrally, abutting and joining to the end of the main portion on which the first projecting portion and the second projecting portion are not formed, and the first member and the second member are alternately and aligned is located,
And while being integrally joined at the time of molding of the first or second member,
An angle is provided at the contact portion of the first projecting portion and the second projecting portion with respect to the main portion of the first member and the second member to form an arc shape, and the arc-shaped thermoelectric generators are joined to form an annular shape, A thermoelectric generator arranged concentrically in an exhaust pipe of an engine . 前記熱発電素子が、型成型によって形成され、前記第１および第２部材は該型成型時に互いに一体に接合されていることを特徴とする請求項１記載の熱発電素子。  The thermoelectric generator according to claim 1, wherein the thermoelectric generator is formed by molding, and the first and second members are integrally joined to each other at the time of molding. 前記第１部材および第２部材は、いずれか一方がｎ型半導体からなり、他方がＰ型半導体からなることを特徴とする請求項１又は２記載の熱発電素子。  3. The thermoelectric generator according to claim 1, wherein one of the first member and the second member is made of an n-type semiconductor and the other is made of a P-type semiconductor. 特性の異なる第１部材と第２部材を互いに成型によって接合する熱発電素子の製造方法であって、
前記第１部材の素材を注入するための第１キャビティを形成する段階と、
前記第１キャビティに第１部材の素材を注入する段階と、
前記第２部材の素材を注入するための第２キャビティを形成する段階と、
前記第２キャビティに第２部材の素材を注入する段階とからなり、
前記第１キャビティは複数の第１部材および該複数の第１部材を連結する第１連結部に対応し、前記第２キャビティは複数の第２部材および該複数の第２部材を連結する第２連結部に対応するように設定されているとともに、
前記第１連結部および第２連結部を、型ばらし後に切断する段階をさらに具備し、
前記第１キャビティおよび第２キャビティのうち一方は、該一方のキャビティに隣接する他方のキャビティ側に突出して該隣接するキャビティに至る第３キャビティを含んでおり、該一方のキャビティに素材を注入することによって、前記第１部材および第２部材に加えて、該第１部材および第２部材の温接点側同士および冷接点側同士をそれぞれ接合する突出部分とが形成されるように構成したことを特徴とする熱発電素子の製造方法。A method for manufacturing a thermoelectric generator in which a first member and a second member having different characteristics are joined to each other by molding,
Forming a first cavity for injecting the material of the first member;
Injecting the material of the first member into the first cavity;
Forming a second cavity for injecting the material of the second member;
Injecting the material of the second member into the second cavity,
The first cavity corresponds to a plurality of first members and a first connecting portion that connects the plurality of first members, and the second cavity connects a plurality of second members and the plurality of second members. It is set to correspond to the connecting part,
Cutting the first connecting part and the second connecting part after releasing the mold;
One of the first cavity and the second cavity includes a third cavity that protrudes toward the other cavity adjacent to the one cavity and reaches the adjacent cavity, and injects a material into the one cavity. Thus, in addition to the first member and the second member, a projecting portion for joining the hot junction sides and the cold junction sides of the first member and the second member, respectively, is formed. A method for manufacturing a thermoelectric power generation element. 前記第１部材および第２部材は、いずれか一方がｎ型半導体からなり、他方がｐ型半導体からなることを特徴とする請求項４記載の熱発電素子の製造方法。 5. The method of manufacturing a thermoelectric generator according to claim 4, wherein one of the first member and the second member is made of an n-type semiconductor and the other is made of a p-type semiconductor.

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