(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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。
【請求項４】
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。
【請求項５】
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。
【発明の詳細な説明】
【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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ８０１１、Ｓ８０１２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Ｓ８０２３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Ｓ８０２１、Ｓ８０２２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Ｓ８０１１と非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ８０２３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Ｓ８０２１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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ３０１  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Ｓ８０２１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Ｓ８０１２、非点火継続判定部８０２の出力信号Ｓ８０２３、および動作モード信号Ｓ３０１  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Ｓ８０２２、動作モード信号Ｓ３０１  、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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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