(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の燃料蒸発ガスの燃料注入口からの排出を抑制する燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
燃料注入口に連結する第１パイプと、
燃料タンクに連結する第２パイプと、
燃料注入口近傍の位置において、前記経路中の燃料蒸発ガスを冷却し液化する冷却装置とを有し、
前記冷却装置は、
前記第１パイプと前記第２パイプの間に挿入された、前記第１パイプと第２パイプとの間の経路の外壁を形成する金属製の冷却体と、
前記冷却体をペルチェ（Peltier）効果により冷却することにより、当該冷却体を介して前記経路中の燃料蒸発ガスを冷却し液化する熱電素子とを有することを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【請求項２】
請求項１記載の燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
第１のゴム管と第２のゴム管とを備え、前記第１パイプと前記冷却体とは前記第１のゴム管を介在して連結されており、前記第２パイプと前記冷却体とは前記第２のゴム管を介在して連結されていることを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
前記熱電素子の一方の面は前記冷却体に固着され、
前記冷却装置は、
前記熱電素子の他方の面に固着された放熱フィンと、
前記放熱フィンを空冷するファンとを有することを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
前記冷却体の温度を検出する温度センサと、
前記温度センサの検出した温度に応じて前記熱電素子への電力の供給を制御する制御装置とを有することを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【請求項５】
請求項１、２、３または４記載の燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
前記熱電素子に電力を供給する熱電発電装置を有し、
前記熱電発電装置は、自動車排気系に装着された、ゼーベック（Seebeck）効果により発電を行う第２の熱電素子を含むことを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【請求項６】
請求項１、２、３または４記載の燃料蒸発ガス排出抑制装置であって、
前記熱電素子に電力を供給する太陽電池装置を有することを特徴とする燃料蒸発ガス排出抑制装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
【０００２】
本発明は、自動車燃料の蒸発ガスの大気中への排出を抑制する技術に関するものである。
【０００３】
【従来の技術】
【０００４】
内燃機関による自動車にはガソリンなどの揮発性の燃料が主に使用されている。このような燃料蒸発ガス（いわゆるＨＣ）の大気中への排出は環境に対して負荷を加えるものであり排出ガス規制による規制の対象ともなっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
さて、燃料蒸発ガスの自動車よりの大気中への排出経路の一つに注油口からの排出がある。すなわち、燃料タンクや燃料タンクと注油口を結ぶフィラーパイプ内には高濃度の燃料蒸発ガスが常時存在するため、給油などのために注油口を閉塞するフィラーキャップを開けると、注油口から大気中に高濃度の燃料蒸発ガスが排出され大気中に拡散することになる。
【０００７】
ここで、このような注油口からの燃料蒸発ガスの大気中への排出は前述の通り環境を劣化するものであるのみならず、注油口付近での発火の危険をももたらすものでもある。すなわち、注油口を開けた際に、注油口付近で人体等と車体間の静電気等による放電が発生した場合には、注油口から排出される高濃度の燃料蒸発ガスが、これにより発火する可能性がある。
【０００８】
そこで、本発明は、注油口からの燃料蒸発ガスの排出を抑制することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題達成のために本発明は、自動車の燃料蒸発ガスの燃料注入口からの排出を抑制する燃料蒸発ガス排出抑制装置を設けることとし、この燃料蒸発ガス排出抑制装置を、燃料注入口近傍の位置において、燃料注入口と燃料タンクとの間の経路を形成する外壁を介して前記経路中の燃料蒸発ガスを冷却し液化する冷却装置を含めて構成したものである。
【００１１】
このような燃料蒸発ガス排出抑制装置によれば、注入口付近で、効果的に、注入口と燃料タンク間の流路中の燃料蒸発ガスを冷却して液化し、燃料タンクに落下させることができる。したがって、給油の際の料蒸発ガスの注油口からの排出を抑制することができる。
【００１２】
ここで、このような燃料蒸発ガス排出抑制装置に前記冷却装置には、電力の供給を受けペルチェ（Ｐｅｌｔｉｅｒ）効果により前記外壁を冷却する熱電素子を用いることができる。
【００１３】
このような熱電素子は、比較的小型であり、運動箇所や騒音がなく経時特性にも優れているので、このような熱電素子の使用によって、以上のような燃料蒸発ガス排出抑制装置の小型化や信頼性向上や低コスト化を図ることができる。
【００１４】
また、以上の燃料蒸発ガス排出抑制装置の冷却装置は、燃料注入口近傍の位置において、燃料注入口と燃料タンクとの間の燃料注入経路の一部と、燃料注入口と燃料タンクとの間のエア抜き経路の一部とを形成する冷却体と、前記冷却体に一方の面が固着された前記熱電素子と、前記熱電素子の他方の面に固着された放熱フィンと、前記放熱フィンを空冷するファンとを含めて構成して良い。
【００１５】
このような燃料注入口近傍の位置に燃料注入経路の一部とエア抜き経路の一部とを形成する冷却体を設ける構成によれば、たとえば、この冷却体を熱伝導性に優れた金属製として構成し、この冷却体を熱電素子で直接冷却することにより、効果的に燃料蒸発ガスを冷却することができるようになる。
【００１６】
また、この場合において、さらに、前記冷却体の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの検出した温度に応じて前記熱電素子への電力の供給を制御する制御装置とを設ければ、過冷却と電力の無駄使いを抑止することができるようになる。
【００１７】
ところで、前記熱電装置の電源としては、自動車排気系に装着された、ゼーベック（Ｓｅｅｂｅｃｋ）効果により発電を行う第２の熱電素子を含む熱電発電装置や、太陽電池装置を、主電源として又は補助電源として用いるようにしても良い。
【００１８】
これらを電源として用いることにより、自動車のバッテリのみを電源として使用する場合に生じるバッテリ上がりなどの不具合の発生を回避または抑制することができるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００２１】
図１に本実施形態に係る燃料蒸発ガス抑制装置を適用した自動車の構造を模式的に示す。
【００２２】
図示するように、本燃料蒸発ガス抑制装置は、エグゾーストパイプ４２、４４やサブマフラー４３やマフラー４５やキャタライザー４１などの排気系要素上に（図ではサブマフラー４３上）に装着された熱電発電装置２と、注油口３１と燃料タンク３３を結ぶフィラーパイプ３２の途中に挿入された冷却装置１とを有する。
【００２３】
また、図２に示すように、熱電発電装置２は、ゼーベック効果を利用した熱電素子である第１のサーモモジュール２１と放熱フィン２２を面接触させて固着したものである。
【００２４】
ここで、サーモモジュールとは、図３に示すように、交互に配列したＮ型半導体５５とＰ型半導体５４と、これらを順次Ｐ−Ｎ−Ｐ−Ｎ．．．の順に接続する金属板５３をセラミック基盤５１間に形成したものである。このようなサーモモジュールでは、両面間の温度差によりゼーベック効果により起電力が生じる。したがって、本実施形態のように、第１のサーモモジュール２１の片面を排気系に面接触させて固着し、他方の面から熱を放熱フィン２２により外気中に発散することにより、両面に温度差が生じ、電力が発生することになる。なお、放熱フィン２２が自動車走行に伴い生じる相対的な空気の流れ又は風によって空冷されるような位置となるように熱電発電装置２は自動車に装着するのが良い。
【００２５】
図２に戻り、次に、冷却装置１は、制御装置１５、空冷用ファン１４、放熱フィン１３、第２のサーモモジュール１２、冷却体１１、温度センサ１６を有する。
【００２６】
ここで、図４に示すように、注油口３１と燃料タンク３３を結ぶフィラーパイプ３２は、注油口３１から燃料タンク３３までの燃料の流路を形成する注入パイプ３２１と、燃料中に混入した空気を注油口３１側に戻すためエア流路を形成するエア抜パイプ３２２とより成り、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１は注油口３１の近傍で内部の流路が連結されている。なお、図中、６１は注油口３１を閉塞するフィラーキャップを、６２は車体ボディを表している。
【００２７】
さて、図２に戻り、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１は、注油口３１の近くの位置でそれぞれ上部と下部に分断されており、この上下間を結ぶように冷却装置１の冷却体１１が挿入される。
【００２８】
すなわち、冷却装置１の冷却体１１は、アルミニウム合金などの金属製の部材であり、２本のパイプを中央部で一体化したような形状を有している。そして、この冷却体１１の２本のパイプの上下が各々、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１の上部、下部それぞれに所定の締結具を使用して一端が連結されたゴム管７１〜７４の他端側に、所定の締結具を使用して連結され、燃料の流路とエア流路の一部を形成する。
【００２９】
さて、冷却体１１の側面には温度センサ１６が固着されており、冷却体１１の中央部の一面に第２のサーモモジュール１２が面接触した形態で固着され、第２のサーモモジュール１２の冷却体１１と反対側の面には放熱フィン１３が面接触した形態で固着され、放熱フィン１３の第２のサーモモジュール１２と反対の側には、放熱フィン１３を空冷するための空冷用ファン１４が設けられている。
【００３０】
また、空冷用ファン１４の下部には、制御装置１５が設けられており、温度センサ１６が測定した冷却体１１の温度が所定温度以下とならないように、熱電発電装置２から供給される電力の第２のサーモモジュール１２、空冷用ファン１４への電力の供給のオンオフを制御する。ただし、過度の冷却が生じないか問題にならない場合には、温度センサ１６や、以上のような温度制御は行わずに、熱電発電装置２からの電力を常時第２のサーモモジュール１２、空冷用ファン１４へ供給するようにしてもよい。
【００３１】
ここで、第２のサーモモジュール１２は、図２に示した第１のサーモモジュール２１と同様な構成を有しており、所定の向きの電力の供給を受けると、ペルチェ効果により冷却体１１に面接触した側を冷却し、他方の側を加熱する。
【００３２】
以上、本発明の実施形態に係る燃料ガス放出抑制装置の構成を示した。
【００３３】
このような燃料ガス放出抑制装置によれば、注油口３１付近で、冷却体１１により、注油口３１と燃料タンク３３間の流路中の燃料蒸発ガスを冷却して液化し、燃料タンク３３に落下させる。したがって、給油の際にフィラーキャップを開いた時に、燃料蒸発ガスの注油口３１からの排出が抑制される。
【００３４】
また、本実施形態に係る燃料ガス放出抑制装置では、冷却装置１の電源として、自動車排気系に取り付けた熱電発電装置２を用いているので、自動車のバッテリを電源を冷却装置１の電源として使用した場合に生じ得る、冷却装置１の消費電力によるバッテリ上がりなどが生じることがない。なお、このようにすると、自動車の停車中は、冷却装置１に電力が供給されないことになるが、ガソリンスタンドまでの走行時とその後の余熱による発電によって、フィラーキャップ６１を開ける給油に先だって充分な冷却が行われるので、給油時の燃料蒸発ガスの排出は充分に抑制することができる。
【００３５】
ところで、以上の実施形態では、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１を注油口３１付近で上下に分割し、その間に冷却装置１を挿入して設けるようにしたが、冷却装置１は初めからフィラーパイプ３２と一体として形成するようにしてもかまわない。または、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１を上下に分割せずに、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１を外部より挟み込むように冷却装置１を設けるようにしてもかまわない。また、フィラーパイプ３２による熱伝導による冷却効果が充分である場合には、エア抜パイプ３２２と注入パイプ３２１の一方のみに冷却装置１を装着するようにしてもかまわない。
【００３６】
また、以上の実施形態では、冷却装置１の電源として熱電発電装置２を用いたが、冷却装置１の電源としては、熱電発電装置２と併用して、または、単独で、自動車のバッテリを使用したり、自動車屋根上などに設置した太陽光発電装置を使用したりするようにしてもかまわない。ここで、太陽光発電装置を使用する場合には、紫外線領域で光電変換を行うアモルファス型の太陽電池と赤外線領域で光電変換を行う薄膜多結晶型の太陽電池を、アモルファス側を入光側として積層した太陽光発電装置を用いるのが良い。また、この場合には、薄膜多結晶型の太陽電池の下層に反射板を設けることにより、さらに発電効率を高めるようにしても良い。または、自動車ウインドウを、アモルファス型の太陽電池層を備えるよう形成し、この太陽電池層を冷却装置１の電源とするようにしても良い。なお、アモルファス型の太陽電池層は、主として紫外線領域以外の光を透過するので、運転視界を充分に確保するようにウインドウ上／中に形成することができる。また、これらの場合において、充分な電源が確保される場合には、冷却装置１によって、常時、冷却を行うようにしてもかまわない。
【００３７】
【発明の効果】
【００３８】
以上のように、本発明によれば、自動車において、注油口からの燃料蒸発ガスの排出を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る燃料蒸発ガス抑制装置を適用した自動車構造を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る燃料蒸発ガス抑制装置の構造を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係るサーモモジュールの構成を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係る冷却装置の取付たフィラーパイプを示す図である。
【符号の説明】
１；冷却装置、２；熱電発電装置、１５；制御装置、１４；空冷用ファン、１３；放熱フィン、１２；第２のサーモモジュール、１１；冷却体、１６；温度センサ、２１；第１のサーモモジュール、２２；放熱フィン、３１；注油口、３２；フィラーパイプ、３３；燃料タンク、４１；キャタライザー、４２；エグゾーストパイプ、４３；サブマフラー、４４；エグゾーストパイプ、４５；マフラー、６１；フィラーキャップ、６２；車体ボィデ、７１〜７４；ゴム管、３２１；注入パイプ、３２２；エア抜パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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