(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マグネットと、
導線をボビンに巻きつけて形成された前記マグネットの回転により起電力を生ずるコイルと、前記コイルを囲んで設けられた基部と前記マグネットの径方向に対向する部分を有して互いに離間して配設された磁気のやり取りを行う複数のインダクタとを有するヨークと、を有するステータと、
を備え、前記ステータが積層するように複数設けられた水栓用水力発電機であって、
前記ステータ同士の間には設定部が設けられ、
前記ステータのステータ同士が対向する側の端面と、前記設定部と、のいずれか一方には前記ステータ相互の位置決めのための凸部が設けられ、いずれか他方には前記凸部と嵌合する凹部が設けられたこと、を特徴とする水栓用水力発電機。
【請求項２】
前記凹部は、貫通孔であり、
前記凸部の長さ寸法は、前記凹部の長さ寸法の半分よりも長いこと、を特徴とする請求項１記載の水栓用水力発電機。
【請求項３】
前記設定部の周端は、前記設定部の径外方向に設けられた前記ヨークの内壁面よりも内側に位置すること、を特徴とする請求項１記載の水栓用水力発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の態様は、一般に、水栓用水力発電機に関し、具体的には給水の流れを利用して発電する水栓用水力発電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、水栓装置に電気システムが組み込まれるようになってきている。例えば、蛇口の下に差し出された手を感知するセンサ、センサからの信号に基づいて給水路の開閉を行う電磁弁が組み込まれた水栓装置が知られている。また、この他にもＬＥＤ（Light Emitting Diode）照明を吐水口の近傍に組み込んで、吐水の温度に応じて吐水にあてる光の色を変えるようなことも行われている。
【０００３】
この様な電気システムを水栓装置に組み込む場合には、電気システムを動作させるための電源が必要となる。この場合、商用電源を使用することもできるが水栓装置の設置時に電気配線工事が別途必要となる。また、水栓装置の外部において配線を行うことになるので見栄えが悪くなったり、配線が邪魔になったりする。一方、電源として電池を用いるようにすれば水栓装置の設置時に電気配線工事を行う必要がなくなる。また、水栓装置の外部において配線を行う必要もなくなる。しかしながら、電源として電池を用いるようにすれば、電池の交換が必要となりメンテナンスの手間がかかるという新たな問題が生ずる。また、商用電源、電池のいずれを用いても省資源、省エネルギーの観点からの問題が生ずることになる。  
そのため、水栓装置に組み込まれた電気システムの動作に必要な電力を得るために、水栓装置の流路に小型の水栓用水力発電機が配設されるようになってきている。
【０００４】
ここで、一般の大規模な水力発電機の場合、水中の羽根車からの回転トルクを配管外に取り出して、ロータの回転力としている。この際、配管を回転軸が貫通するため、この部分の軸シールが必要になり、大きな摺動ロスが生じることとなる。これに対し、水のエネルギーの小さな水栓用水力発電機においては、マグネットを水中に配置し、羽根車の回転トルクを軸シールなしに直接伝達し、さらにキャンケース（筒部）越しに磁力のやり取りをするキャンド構造を採用している。この際、多くの電力を得るためにはマグネットと配管外に設置したヨークの距離を近づける必要がある。  
また、この様な水栓用水力発電機において、２相のコイルの位置決めをする部材を配置する場合には、マグネットとヨークとの距離が離れるためコイルの内径側には配置できない。一方、コイルの外径側に配置すると体格が大きくなり、収納に不利になる。この不具合を考慮した水栓用水力発電機として、複数のステータを積層するようにして備えたものが知られている（特許文献１、２を参照）。
【０００５】
例えば、特許文献１（特開２００２−４４９２２号公報）に開示された水栓用水力発電機は、複数のステータを積層するようにして備え、ステータとロータとの間に発生するコギングを抑制するためにステータ相互の周方向の位置をずらしている（例えば、特許文献１（特開２００２−４４９２２号公報）の［０００９］、［００３０］、図１などを参照）。また、ステータ間に非磁性部材を介在させるようにしている（例えば、特許文献１（特開２００２−４４９２２号公報）の［０００９］を参照）。  
また、特許文献２（特開２００２−８１３６３号公報）に開示された水栓用水力発電機も２つのステータを積層するようにして備えている（例えば、特許文献２（特開２００２−８１３６３号公報）の［００４４］、図１などを参照）。
【０００６】
ここで、コギングを抑制することができるようにステータ相互の周方向の位置をずらす場合には、ずらす位置を正確に設定できるようにする必要がある。  
そのため、一方のステータの端面に位置決めピンを設け、他方のステータの端面に位置決め孔を設けるようにしている（例えば、特許文献２（特開２００２−８１３６３号公報）の図１などを参照）。そして、位置決めピンを位置決め孔に嵌め合わせることで、ステータ相互の周方向の位置とステータ相互の軸方向の位置（ステータ間の寸法）とを設定できるようにしている。  
しかしながら、この様にしてステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを行えば、その後の調整が行えないことになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−４４９２２号公報
【特許文献２】特開２００２−８１３６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の態様は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、ステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを簡便な構成により行うことができ、かつ、ステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを簡便な構成により変更することができる水栓用水力発電機を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、マグネットと、導線をボビンに巻きつけて形成された前記マグネットの回転により起電力を生ずるコイルと、前記コイルを囲んで設けられた基部と前記マグネットの径方向に対向する部分を有して互いに離間して配設された磁気のやり取りを行う複数のインダクタとを有するヨークと、を有するステータと、を備え、前記ステータが積層するように複数設けられた水栓用水力発電機であって、前記ステータ同士の間には設定部が設けられ、前記ステータのステータ同士が対向する側の端面と、前記設定部と、のいずれか一方には前記ステータ相互の位置決めのための凸部が設けられ、いずれか他方には前記凸部と嵌合する凹部が設けられたこと、を特徴とする水栓用水力発電機である。    
従来、ステータが積層するように複数設けられた水栓用水力発電機においては、一方のステータの端面に位置決めピンを設け、他方のステータの端面に位置決め孔を設けるようにしている。そして、位置決めピンを位置決め孔に嵌め合わせることで、ステータ相互の周方向の位置とステータ相互の軸方向の位置（ステータ間の寸法）とを設定できるようにしている。しかしながら、この様にしてステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを行えば、その後の調整が行えないことになる。
【００１０】
これに対して、第１の発明によれば、簡便な構成の設定部１７を用いて、ステータ７相互の周方向の位置と軸方向の位置とを設定することができる（図５を参照）。またさらに、設定部１７に設けられた凹部１７ａ（凹部１７ａ１、凹部１７ａ２）の位置を変更することで、ステータ７相互の周方向の位置、すなわち位相を調整することができる。また、設定部１７の厚み寸法を変更することで、ステータ７相互の軸方向の位置、すなわちステータ７間の寸法を調整することができる。そのため、後日これらの調整が必要になった場合には、適切な設定部１７と交換することで対応が可能となる。すなわち、凸部１４ｃの位置の変更などのような大がかりな対応を行う必要がなくなる。
【００１１】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記凹部は、貫通孔であり、前記凸部の長さ寸法は、前記凹部の長さ寸法の半分よりも長いこと、を特徴とする水栓用水力発電機である。  設定部１７に設けられた凹部１７ａが貫通孔である場合には、対向して配設されるステータ７の凸部１４ｃが同じ凹部１７ａ（貫通孔）に誤って嵌め合わされるおそれがある。そして、同じ凹部１７ａ（貫通孔）に誤って嵌め合わされたままステータ７が取り付けられるおそれがある。この様にしてステータ７が誤って取り付けられると、ステータ７相互の周方向の位置が同一となってしまうのでコギングが増大してしまう。  
そこで、凸部１４ｃの長さ寸法が凹部１７ａの長さ寸法(孔の深さ寸法)の半分よりも長くなるようにした（図５を参照）。この様にすれば、同じ凹部１７ａ（貫通孔）の両側から凸部１４ｃが挿入された際、ステータ７が浮いて、間違った場所に取りつけていることが一目でわかる。すなわち、対向して配設されるステータ７の凸部１４ｃが同じ凹部１７ａ（貫通孔）に挿入された場合に、そのことを作業者に覚知させることができる。つまり、凸部１４ｃの誤挿入を防止することができる。
【００１２】
また、第３の発明は、第１の発明において、前記設定部の外周端は、前記設定部の径外方向に設けられた前記ヨークの内壁面よりも内側に位置すること、を特徴とする水栓用水力発電機である。  
ステータ７同士の間に設定部１７を設けるようにすれば、ヨーク１６と設定部１７とが干渉してヨーク１６がずれたり、変形したりするという新たな問題が発生するおそれがある。  
そこで、設定部１７の外径寸法を径外方向に設けられたヨーク１６の内径寸法よりも小さくした（図６を参照）。この様にすれば、設定部１７を介してステータ７を軸方向に積層した際に、設定部１７の周端１７ｃとヨーク１６の内壁とが干渉することを防止することができる。そのため、ステータ７を積層する際にヨーク１６がずれたり、変形したりすることを防止することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の態様によれば、ステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを簡便な構成により行うことができ、かつ、ステータ相互の周方向の位置決めやステータ相互の軸方向の位置決めを簡便な構成により変更することができる水栓用水力発電機を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機について例示をするための模式断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機の模式分解図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機の配設例について説明をするための模式図である。
【図４】ステータを例示するための模式図である。
【図５】設定部を例示するための模式図である。
【図６】凸部、ヨークとの関係を例示するための模式図である。
【図７】マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。
【図８】マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。
【図９】マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。  
図１は、本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機について例示をするための模式断面図である。  
図２は、本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機の模式分解図である。  
図３は、本発明の実施の形態に係る水栓用水力発電機の配設例について説明をするための模式図である。  
まず、図３に示す水栓用水力発電機１の配設例について説明をする。  
図３に例示をしたものは、いわゆるシャワー用水栓装置１００、１００ａに水栓用水力発電機１を設けた場合である。  
この様なシャワー用水栓装置１００、１００ａは、例えば、浴室などに設けられる。なお、図３（ａ）はシャワーヘッド１０５を壁面１０１から離隔させるようにして設けた場合、図３（ｂ）はシャワーヘッド１０５を天井面１０２に当接させるようにして設けた場合である。
【００１６】
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、シャワー用水栓装置１００、１００ａには、流量調整弁１０３、温度調整弁１０４、シャワーヘッド１０５、水栓用水力発電機１が設けられている。  流量調整弁１０３は、配管１０６を介して、水道水などを供給する図示しない給水源と接続されている。そして、流量調整弁１０３に設けられた操作ハンドル１０３ａを操作することで、シャワーヘッド１０５から吐水される水の量を調整することができるようになっている。
【００１７】
温度調整弁１０４は、配管１０７を介して流量調整弁１０３と接続されている。また、温水を供給する図示しない温水ユニットと配管を介して接続されている。そして、温度調整弁１０４に設けられた操作ハンドル１０４ａを操作することで、供給される水と温水との混合割合を変化させて、シャワーヘッド１０５から吐水される水の温度を調整することができるようになっている。
【００１８】
水栓用水力発電機１は、配管１０８を介して温度調整弁１０４と接続されている。また、水栓用水力発電機１は、配管１０９を介してシャワーヘッド１０５と接続されている。この場合、図３（ａ）に示すように水栓用水力発電機１を壁面１０１で画された空間の内側、例えば、浴室内に設けるようにすることができる。また、図３（ｂ）に示すように壁面１０１や天井面１０２などで画された空間の外側、例えば、浴室外に設けるようにすることができる。  
シャワーヘッド１０５には、図示しないシャワー孔が設けられており、供給された水をシャワー状に吐水できるようになっている。
【００１９】
この様なシャワー用水栓装置１００、１００ａにおいて、配管１０６を介して供給された水は流量調整弁１０３により流量が調整され、温度調整弁１０４により温度が調整される。そして、温度調整弁１０４から出水した水は水栓用水力発電機１を介してシャワーヘッド１０５からシャワー状に吐水される。この際、水栓用水力発電機１を流れる水の水力を利用して発電が行われる。発電された電力は、例えば、ライトアップ、アルカリイオン水や銀イオン含有水などの電解機能水の生成、流量表示（計量）、温度表示、音声ガイドなどに用いられる。  
また、水栓用水力発電機１をトイレ用水栓装置、キッチン用水栓装置、リビングダイニング用水栓装置、洗面所用水栓装置などに設けるようにすることもできる。  
この様に、本明細書における「水栓」には、単に一般の水栓だけではなく「シャワー」や「小便器の洗浄装置」なども含まれる。
【００２０】
次に、図１、図２に戻って水栓用水力発電機１について例示をする。    
水栓用水力発電機１には、主として、筒部２、ノズル部３、ロータ４、マグネット５、封止部６、ステータ７、ステータ保持部８が設けられている。なお、図中に描かれた矢印は流水の方向を表している。
【００２１】
筒部２は、大径部２ａ、中径部２ｂ、小径部２ｃを有する段付き形状を呈している。筒部２は、給水流入口と、給水流出口とを有し、内部に給水流路が形成されている。筒部２の内部には、上流側から順に、封止部６、ノズル部３、ロータ４、マグネット５が設けられている。また、封止部６、ノズル部３、ロータ４に設けられた動翼部１２の動翼羽根部１２ａは大径部２ａの内部に設けられ、ロータ４に設けられた動翼部１２の動翼ボス部１２ｂ、マグネット５は中径部２ｂの内部に設けられている。
【００２２】
小径部２ｃの内部には、軸１３の一端を保持する受け部２ｅが設けられている。受け部２ｅと小径部２ｃの内壁面とは、放射状に設けられた図示しない連結部材によって結合されている。各連結部材の間は、閉塞されておらず貫通しているため、後述する孔部１２ｅから流出する水の流れが妨げられることはない。また、受け部２ｅの上流側端部と後述する保持部１２ｇがスペーサ２０を介して当接するようになっている。そのため、ロータ４を下流側に押すスラスト力を受け部２ｅで支持することができる。すなわち、受け部２ｅは、動翼部１２（ロータ４）にかかるスラスト力を支持する。
【００２３】
また、小径部２ｃと封止部６には図示しない配管が接続され、筒部２の内部が給水流路に連通するようになっている。この際、例えば、図３に例示をしたように、筒部２の中心軸方向が流水の方向に対して略平行となるようにして配設される。また、筒部２は、小径部２ｃを下流側に、大径部２ａを上流側に向けて配設される。
【００２４】
封止部６は、筒部２の給水流入口に設けられている。封止部６の内部には段付き孔が設けられ、段付き孔が給水流路に連通するようになっている。大径部２ａの上流端の開口は、Ｏリング１８を介して封止部６により液密となるように塞がれている。また、大径部２ａの上流端の開口近傍には雌ネジ部２ｄが設けられている。そして、封止部６の側面に設けられた雄ネジ部６ａと雌ネジ部２ｄとを螺合させることで、大径部２ａの上流端の開口に封止部６を固定することができるようになっている。なお、大径部２ａの上流端の開口に封止部６を固定した際には、後述する第２のノズル筐体部９の軸方向の位置が規制されることになる。
【００２５】
ノズル部３は、回転中心軸に対して平行な方向から流れてくる水を、回転中心軸に対して略垂直な平面内において、動翼羽根部１２ａの径外方向から動翼羽根部１２ａに向けて噴出する複数の噴射孔１９を有する。
【００２６】
また、ノズル部３には、第２のノズル筐体部９、第１のノズル筐体部１０が設けられている。  
第２のノズル筐体部９は円板状を呈し、中央部分には上流側に向けて突出する筐体ボス部９ａが設けられている。また、第２のノズル筐体部９の周縁部分には上流側に向けて突出する複数の当接部９ｂが設けられている。筐体ボス部９ａの内部には軸１３の一端を回転自在に保持する凹部が設けられている。また、当接部９ｂの上流側端面は封止部６と当接するようになっている。第２のノズル筐体部９の端部周縁には誘い込み部９ｃが設けられている。なお、当接部９ｂは必ずしも第２のノズル筐体部９に設ける必要はなく、封止部６に設けられるようにすることもできる。
【００２７】
第１のノズル筐体部１０は、円環状を呈し、その内部には段付き孔１０ｂが設けられている。段付き孔１０ｂの段付き部分の角部１０ｃは、第２のノズル筐体部９の端部周縁に設けられた誘い込み部９ｃと当接できるような形状をしている。また、第１のノズル筐体部１０の周面には段付き孔１０ｂに貫通する複数のノズル溝１０ａが設けられている。そして、封止部６により当接部９ｂの軸方向の位置が規制されることで、第２のノズル筐体部９が第１のノズル筐体部１０の上流端の開口を塞ぐように固定されるようになっている。また、第２のノズル筐体部９が第１のノズル筐体部１０に固定された際には第２のノズル筐体部９とノズル溝１０ａとで噴射孔１９が形成されるようになっている。第２のノズル筐体部９が第１のノズル筐体部１０に固定されることで第１のノズル筐体部１０の内部に形成された空間には、動翼部１２の動翼羽根部１２ａが設けられている。そして、噴射孔１９は、第１のノズル筐体部１０の内部に形成された空間に収納された動翼羽根部１２ａに向けて開口されており、その方向は、動翼羽根部１２ａの外接円の接線方向よりは内側に向くようになっている。このような噴射孔１９によれば、回転中心軸に対して平行な方向から流れてくる水を、回転中心軸に対して略垂直な平面内において、動翼羽根部１２ａの径外方向から動翼羽根部１２ａに向けて噴出させることができる。また、噴射孔１９から噴出された水の方向は、動翼羽根部１２ａの外接円の接線方向よりは内側を向くようになる。
【００２８】
ロータ４には、蓋部１１、動翼部１２、軸１３が設けられている。  
蓋部１１は、板状を呈し、蓋部１１を動翼羽根部１２ａの軸方向に貫通する孔部（以下、蓋部の厚み方向を貫通する孔部と称する）が設けられている。蓋部１１は、動翼羽根部１２ａの上流側の端部に設けられ、動翼羽根部１２ａと一体に回転するようになっている。  なお、蓋部１１に関する詳細は後述する。  
動翼部１２は、動翼羽根部１２ａ、動翼ボス部１２ｂ、保持板部１２ｃを有し、給水流路に設けられている。すなわち、動翼部１２は、給水流路に対して略平行な回転中心軸を有し、回転中心軸のまわりに回転可能に給水流路に設けられた動翼羽根部１２ａを有している。
【００２９】
動翼羽根部１２ａは曲線で構成されており、動翼部１２の中心に向けてその先端が接近するような向きに湾曲している。また、動翼羽根部１２ａの枚数は、噴射孔１９の数の整数倍とは異なる値となっている。例えば、図２に例示をしたものでは、動翼羽根部１２ａの枚数を１１枚、噴射孔１９の数を６箇所としている。動翼羽根部１２ａの枚数を噴射孔１９の数の整数倍とは異なる値とすれば、噴射孔１９から噴出された水と各動翼羽根部１２ａの外周縁近傍との衝突時期をずらすことができるので、動翼部１２の振動や騒音の発生を抑制することができる。  
また、動翼羽根部１２ａの下流側の端部には、動翼羽根部１２ａを保持する保持板部１２ｃが設けられている。すなわち、保持板部１２ｃは、動翼羽根部１２ａの下流側端部に設けられ、動翼羽根部１２ａと一体に回転する。そして、動翼羽根部１２ａと保持板部１２ｃとで画される空間が動翼流路１２ｈとなる。  
また、保持板部１２ｃの中央近傍には動翼流路１２ｈを流れた水を下流側に流すための孔部１２ｄが設けられている。すなわち、保持板部１２ｃの孔部１２ｄは保持板部１２ｃの中央近傍に設けられ、保持板部の孔部１２ｄと、動翼羽根部１２ａに向けて噴出された水を下流側に流すための流路（孔部１２ｅ）と、が連通している。
【００３０】
この様に、動翼羽根部１２ａに向けて噴出された水が下流側に流れるためには、水を下流側に流すための流路と連通する孔部１２ｄを保持板部に設ける必要がある。  
本実施の形態においては、保持板部１２ｃの中央近傍に孔部を設けるようにしている。この様にすれば、動翼羽根部１２ａに噴射された水が流入してから流出するまでの間の寸法を長くすることができる。そのため、発電効率を向上させることができる。
【００３１】
動翼羽根部１２ａの下流側には、動翼ボス部１２ｂが設けられている。動翼ボス部１２ｂの内部には軸方向に貫通する孔部１２ｅが設けられ、孔部１２ｅの一端が孔部１２ｄと連通している。孔部１２ｅは、動翼流路１２ｈを流れた水を下流側に流すための流路となる。動翼ボス部１２ｂの中央部分には軸１３を挿通させる挿通部１２ｆが設けられている。そして、挿通部１２ｆの下流側の端部には、挿通部１２ｆに軸１３を保持させるための保持部１２ｇが設けられている。
【００３２】
軸１３は、円柱状を呈し、一端が動翼羽根部１２ａから上流方向に突出し、他端が動翼ボス部１２ｂから下流方向に突出している。軸１３の上流側の一端は筐体ボス部９ａに回転自在に保持され、下流側の一端は受け部２ｅに回転自在に保持される。蓋部１１、動翼部１２、軸１３はロータ４として一体化され、一体化されたロータ４が軸１３を中心に回転するようになっている。  
動翼ボス部１２ｂの外周面（径外方向の端面）には円筒状のマグネット５が設けられている。そして、マグネット５は、動翼部１２と一体に回転可能となっている。マグネット５の外周面（径外方向の端面）は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００３３】
筒部２の中径部２ｂの外側には、マグネット５の外周面と対向させるようにしてステータ７が設けられている。  
図４は、ステータを例示するための模式図である。なお、図４（ａ）はステータを例示するための模式断面図、図４（ｂ）はボビンとコイルとを例示するための模式斜視図である。  
図４（ａ）に示すように、ステータ７にはボビン１４、コイル１５、ヨーク１６が設けられている。ステータ７は、マグネット５の径方向（図４に例示をしたものは径外方向）に配設されている。また、ステータ７は、設定部１７を介して軸方向に積層するようにして複数（図４に例示をしたものは２つ）設けられている。
【００３４】
また、図４（ｂ）に示すように、ボビン１４にはボビンボス部１４ａ、鍔部１４ｂ、凸部１４ｃが設けられている。  
ボビンボス部１４ａは円筒状を呈しており、その両端面には円環状の鍔部１４ｂが設けられている。鍔部１４ｂの外周端は、ボビンボス部１４ａの径外方向に突出するように設けられている。そして、ボビンボス部１４ａ径外方向であって鍔部１４ｂ同士の間の空間には、円環状に巻回されたコイル１５が設けられている。すなわち、導線をボビン１４に巻きつけて形成されたマグネット５の回転により起電力を生ずるコイル１５が設けられている。  
ステータ７同士が対向する側に設けられる鍔部１４ｂには、凸部１４ｃが設けられている。凸部１４ｃは円柱状を呈しており、凸部１４ｃを設定部１７に設けられた凹部１７ａに嵌め合わせることでステータ７相互の周方向の位置決めができるようになっている。
【００３５】
ヨーク１６は、磁性体（例えば、圧延鋼）から形成されている。ヨーク１６は、コイル１５の外周面、鍔部１４ｂの端面、ボビンボス部１４ａの内周面を囲うようにして設けられている。このうち、ボビンボス部１４ａの内周面、すなわちコイル１５の内周面と対向する部分がいわゆるインダクタ１６ａ、１６ｂとなる。また、コイル１５を囲んで設けられた部分が基部１６ｃとなる。  
インダクタ１６ａは、コイル１５の周方向に沿って等間隔に配設されるとともに、インダクタ１６ｂの間に配設されるようになっている。つまり、インダクタ１６ａとインダクタ１６ｂとが、コイル１５の周方向に沿って、交互に、且つ互いに離間して配設されている。そのため、インダクタ１６ａ、１６ｂは、マグネットＭの外周面（径外方向の面）と対向するように配設されることになる。すなわち、マグネット５の径方向に対向する部分を有して互いに離間して配設された磁気のやり取りを行う複数のインダクタ１６ａ、１６ｂが設けられている。  
なお、設定部１７に関する詳細は後述する。
【００３６】
ステータ保持部８の内部には段付き孔が軸方向を貫通するようにして設けられている。そして、大きな径寸法の孔には中径部２ｂを挿通させ、小さな径寸法の孔には小径部２ｃを挿通させることができるようになっている。また、大きな径寸法の孔が設けられた側の端部には鍔部８ａが設けられている。小さな径寸法の孔には雌ネジ部８ｂが設けられ、小径部２ｃの外周面に設けられた雄ねじ部２ｆと螺合するようになっている。そして、雄ねじ部２ｆと雌ネジ部８ｂとを螺合させることで、大径部２ａの下流側端部２ｇと鍔部８ａとの間にステータ７を挟み込むようにして保持することができるようになっている。
【００３７】
図１や図４などに例示をしたように、複数のステータ７を積層するようにして設ける場合には、ステータ７相互の周方向における位置決め精度と、ステータ７間の寸法精度が重要となる。例えば、ステータ７相互の周方向の位置、すなわち位相を同じにすればコギングが発生する。そのため、ステータ７の周方向の位置を相互にずらして配設する必要がある。また、ステータ７同士を余り近接させると磁気的な相互干渉を生ずるおそれがある。そのため、ステータ７同士を離隔させて配設する必要がある。
【００３８】
この場合、一方のステータ７の端面に位置決めピンを設け、他方のステータ７の端面に位置決め孔を設けて、ステータ７相互の周方向の位置とステータ７相互の軸方向の位置（ステータ７間の寸法）とを設定できるようにすることができる。  
しかしながら、この様にしてステータ７相互の周方向の位置決めやステータ７相互の軸方向の位置決めを行えば、その後の調整が行えないことになる。
【００３９】
そのため、本実施の形態においては、ステータ７間に設定部１７を設けるようにしている。  
図５は、設定部を例示するための模式図である。なお、図５（ａ）は設定部を例示するための模式平面図、図５（ｂ）は、設定部による位置決めを例示するための模式断面図である。  
図５（ａ）に示すように、設定部１７は円環状を呈し、その中心には孔１７ｂが設けられている。また、中心から所定の寸法の円周上には凸部１４ｃを嵌め合わせる凹部１７ａが設けられている。凹部１７ａは、１つのステータ７に対して４つ設けられており、コギングが発生しないように相互にずらして配設されている。例えば、上流側のステータ７用を凹部１７ａ１、下流側のステータ７用を凹部１７ａ２とすることができる。また、設定部１７の厚み寸法はステータ７同士の磁気的な相互干渉を抑制できる程度とされている。
【００４０】
図５（ｂ）に示すように、ステータ７同士が対向する側に設けられる鍔部１４ｂには、凸部１４ｃが設けられている。凸部１４ｃは円柱状を呈しており、凸部１４ｃを設定部１７に設けられた凹部１７ａに嵌め合わせることでステータ７相互の周方向の位置決めができるようになっている。また、設定部１７を介することでステータ７相互の軸方向の位置決めができるようになっている。  
なお、設定部１７に凹部１７ａを、鍔部１４ｂに凸部１４ｃを設けるようにしたが、設定部１７に凸部を、鍔部１４ｂに凹部を設けるようにしてもよい。また、鍔部１４ｂに凸部１４ｃを設けるようにしたが、ヨーク１６などに設けられるようにしてもよい。すなわち、凸部または凹部はステータ７のステータ同士が対向する側の端面に設けられていればよい。また、凹部は貫通孔とすることもできるし、有底の孔とすることもできる。  
この様に、ステータ７のステータ同士が対向する側の端面と、設定部１７と、のいずれか一方にはステータ７相互の位置決めのための凸部が設けられ、いずれか他方には凸部と嵌合する凹部が設けられている。
【００４１】
本実施の形態によれば、簡便な構成の設定部１７を用いて、ステータ７相互の周方向の位置と軸方向の位置とを設定することができる。またさらに、設定部１７に設けられた凹部１７ａ（凹部１７ａ１、凹部１７ａ２）の位置を変更することで、ステータ７相互の周方向の位置、すなわち位相を調整することができる。また、設定部１７の厚み寸法を変更することで、ステータ７相互の軸方向の位置、すなわちステータ７間の寸法を調整することができる。そのため、後日これらの調整が必要になった場合には、適切な設定部１７と交換することで対応が可能となる。すなわち、凸部１４ｃの位置の変更などのような大がかりな対応を行う必要がなくなる。    
図６は、凸部、ヨークとの関係を例示するための模式図である。  
図６に示すように、凸部１４ｃの長さ寸法Ｌ５は、貫通孔である凹部１７ａの長さ寸法（深さ寸法）、すなわち設定部１７の厚み寸法の半分よりも長くなるようにすることが好ましい。  
この様にすれば、対向して配設されるステータ７の凸部１４ｃが同じ凹部に挿入された場合に、そのことを作業者に覚知させることができる。すなわち、凸部１４ｃの誤挿入を防止することができる。  
また、設定部１７の外周端１７ｃの位置は、ヨーク１６の内壁面よりも径内方向になるようになっている。すなわち、設定部１７の外周端１７ｃは、設定部１７の径外方向に設けられたヨーク１６の内壁面よりも内側に位置するようになっている。  
この様にすれば、設定部１７を介してステータ７を軸方向に積層した際に、設定部１７の外周端１７ｃとヨーク１６の内壁とが干渉することを防止することができる。そのため、ステータ７を積層する際にヨーク１６がずれたり、変形したりすることを防止することができる。
【００４２】
次に、他の実施形態に係るマグネットの取り付けについて例示をする。    
図７は、マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。なお、図７（ａ）はマグネットの取り付けについて例示をするための模式分解図、図７（ｂ）はマグネットの取り付けについて例示をするための模式断面図である。また、図７（ｂ）中に描かれた矢印は流水の方向を表している。  
図７（ａ）に示すように、ロータ４ａには、蓋部１１、動翼部１２０、軸１３、マグネット保持部１２１が設けられている。また、動翼部１２０には、動翼羽根部１２ａ、動翼ボス部１２ｂ１、保持板部１２ｃが設けられている。
【００４３】
保持板部１２ｃの下流側には、動翼ボス部１２ｂ１が設けられている。動翼ボス部１２ｂ１の内部には図１において例示をした動翼ボス部１２ｂと同様に軸方向に貫通する孔部１２ｅが設けられている。孔部１２ｅは、動翼流路１２ｈを流れた水を下流側に流すための流路となる。動翼ボス部１２ｂ１の中央部分には軸１３を挿通させる挿通部１２ｆが設けられている。そして、挿通部１２ｆの下流側の端部には、挿通部１２ｆに軸１３を保持させるための保持部１２ｇが設けられている。
【００４４】
また、動翼ボス部１２ｂ１には、マグネット保持部１２１に設けられた係止爪１２１ａを係合させるための係止部１２ｂ２が設けられている。
【００４５】
マグネット保持部１２１には、鍔部１２１ｃ、係止ボス部１２１ｄが設けられている。マグネット保持部１２１の中心には孔部１２ｅと同じ直径寸法の孔部１２１ｂが設けられており、マグネット保持部１２１が動翼部１２０に係合された際には、孔部１２１ｂは孔部１２ｅとともに流路となる。
【００４６】
また、円環状を呈する鍔部１２１ｃからは係止ボス部１２１ｄが立設され、その端部には係止爪１２１ａが設けられている。この場合、鍔部１２１ｃの外周端は流路とは反対側に設けられることになる。そのため、流路における水の流れを妨げることなくマグネット３０を保持することが可能となる。
【００４７】
動翼ボス部１２ｂ１、係止ボス部１２１ｄの外周面（径外方向の端面）には円筒状のマグネット３０が設けられている。マグネット３０の外周面（径外方向の端面）は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。マグネット３０の中心に設けられた貫通孔の開口には座部３０ａが設けられている。座部３０ａは、鍔部１２１ｃを埋没できるような大きさとされている。
【００４８】
動翼部１２０にマグネット３０を保持させる場合には、まず、動翼ボス部１２ｂ１をマグネット３０の中心に設けられた貫通孔に挿通させる。この際、座部３０ａが設けられていない側の端面側から動翼ボス部１２ｂ１を挿通させる。次に、マグネット３０の座部３０ａが設けられている側の端面側からマグネット保持部１２１の係止ボス部１２１ｄを挿通させ、係止爪１２１ａを動翼ボス部１２ｂ１の係止部１２ｂ２に係合させることで動翼部１２０にマグネット３０を保持させる。  
図８も、マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。なお、図８（ａ）はマグネットの取り付けについて例示をするための模式分解図、図８（ｂ）はマグネットの模式斜視図である。  
図８（ａ）に示すように、動翼部１２２の保持板部１２ｃの下流側には、動翼ボス部１２ｂ３が設けられている。動翼ボス部１２ｂ３の上流側端部近傍には、マグネット３１に設けられた係合溝３１ａと係合させるための突起部１２ｂ４が設けられている。また、動翼ボス部１２ｂ３の下流側端部近傍には、係止爪１２ｂ５が設けられている。係止爪１２ｂ５は、マグネット３１の端面と係合することができるような位置に設けられている。  
動翼ボス部１２ｂ３の外周面（径外方向の端面）には円筒状のマグネット３１が設けられている。マグネット３１の外周面（径外方向の端面）は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。また、マグネット３１の中心に設けられた貫通孔には、軸方向に貫通する係合溝３１ａが設けられている。
【００４９】
動翼部１２２にマグネット３１を保持させる場合には、動翼ボス部１２ｂ３をマグネット３１の中心に設けられた貫通孔に挿通させる。この際、突起部１２ｂ４、係止爪１２ｂ５とマグネット３１の係合溝３１ａとが係合するようにする。動翼ボス部１２ｂ３が完全に挿通されると、係止爪１２ｂ５とマグネット３１の端面とが係合してマグネット３１が動翼部１２２に保持される。  
本実施の形態によれば、係合溝３１ａに突起部１２ｂ４を係合させているのでマグネット３１の周方向における位置ずれを防止することができる。そのため、動翼部１２２の回転をマグネット３１に確実に伝達することができる。また、前述したマグネット保持部１２１を省くこともできる。
【００５０】
図９も、マグネットの取り付けについて例示をするための模式図である。なお、図９（ａ）はマグネットの取り付けについて例示をするための模式分解図、図９（ｂ）はマグネットの模式斜視図である。  
図９（ａ）に示すように、動翼部１２３の保持板部１２ｃの下流側には、動翼ボス部１２ｂ６が設けられている。動翼ボス部１２ｂ６の上流側端部近傍には、マグネット３２に設けられた係合溝３２ａと係合させるための突起部１２ｂ４が設けられている。また、動翼ボス部１２ｂ６の下流側端部近傍には、係止爪１２ｂ５が設けられている。係止爪１２ｂ５は、係合溝３２ａに設けられた係止部３２ｂと係合することができるような位置に設けられている。  
動翼ボス部１２ｂ６の外周面（径外方向の端面）には円筒状のマグネット３２が設けられている。マグネット３２の外周面（径外方向の端面）は、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。また、マグネット３２の中心に設けられた貫通孔には、係合溝３２ａが設けられている。そして、係合溝３２ａには係止部３２ｂが設けられている。
【００５１】
動翼部１２３にマグネット３２を保持させる場合には、動翼ボス部１２ｂ６をマグネット３２の中心に設けられた貫通孔に挿通させる。この際、突起部１２ｂ４、係止爪１２ｂ５とマグネット３２の係合溝３２ａとが係合するようにする。動翼ボス部１２ｂ６が完全に挿通されると、係止爪１２ｂ５と係止部３２ｂとが係合してマグネット３２が動翼部１２３に保持される。  
本実施の形態によれば、係合溝３２ａに突起部１２ｂ４を係合させているのでマグネット３２の周方向における位置ずれを防止することができる。そのため、動翼部１２３の回転をマグネット３２に確実に伝達することができる。また、前述したマグネット保持部１２１を省くこともできる。また、動翼ボス部１２ｂ６の先端がマグネット３２の端面から突出することもない。
【００５２】
次に、水栓用水力発電機１の作用について例示をする。    
封止部６に接続された図示しない配管などから筒部２内に流れ込んだ流水は、第２のノズル筐体部９により径外方向に拡散される。そして、図１に表したように、回転中心軸に対して平行な方向から流れてくる水は、回転中心軸に対して略垂直な平面内において、動翼羽根部１２ａの径外方向から動翼羽根部１２ａに向けて噴出される。  
動翼羽根部１２ａに向けて噴出された水は、動翼羽根部１２ａの入口側から出口側に向けて動翼羽根部１２ａに沿って動翼流路１２ｈ内を流れ、孔部１２ｄ、孔部１２ｅ、小径部２ｃを通過して水栓用水力発電機１の外部に排出される。  
一方、動翼羽根部１２ａに向けて噴出された水の力により動翼部１２が回転すると、これに固定されたマグネット５も回転する。マグネット５の径外方向の端面（外周面）は、Ｎ極とＳ極とが周方向（回転方向）に沿って交互に着磁されているため、マグネット５が回転すると、マグネット５の径外方向の端面（外周面）に対向しているインダクタ１６ａ、１６ｂ及びこれらに連接する基部１６ｃの極性が変化していく。これにより、コイル１５に対する鎖交磁束の向きが変化し、コイル１５に起電力が生じて発電が行われる。
【符号の説明】
【００５３】
１  水栓用水力発電機、２  筒部、２ａ  大径部、２ｂ  中径部、２ｃ  小径部、３  ノズル部、４  ロータ、５  マグネット、６  封止部、７  ステータ、８  ステータ保持部、９  第２のノズル筐体部、９ａ  筐体ボス部、９ｂ  当接部、９ｃ  誘い込み部、１０  第１のノズル筐体部、１０ａ  ノズル溝、１０ｂ  段付き孔、１１  蓋部、１２  動翼部、１２ａ  動翼羽根部、１２ｂ  動翼ボス部、１２ｂ１  動翼ボス部、１２ｂ２  係止部、１２ｂ３  動翼ボス部、１２ｂ４  突起部、１２ｂ５  係止爪、１２ｂ６  動翼ボス部、１２ｃ  保持板部、１２ｄ  孔部、１２ｈ  動翼流路、１３  軸、１４  ボビン、１４ａ  ボビンボス部、１４ｂ  鍔部、１４ｃ  凸部、１５  コイル、１６  ヨーク、１６ａ  インダクタ、１６ｂ  インダクタ、１６ｃ  基部、１７  設定部、１７ａ  凹部、１７ａ１  凹部、１７ａ２  凹部、１７ｂ  孔部、１７ｃ  外周端、１９  噴射孔、３０  マグネット、３１  マグネット、３１ａ  係合溝、３２  マグネット、３２ａ  係合溝、３２ｂ  係止部、１００  シャワー用水栓装置、１００ａ  シャワー用水栓装置
【図１】
0005423291.tif 000002
【図２】
0005423291.tif 000003
【図３】
0005423291.tif 000004
【図４】
0005423291.tif 000005
【図５】
0005423291.tif 000006
【図６】
0005423291.tif 000007
【図７】
0005423291.tif 000008
【図８】
0005423291.tif 000009
【図９】
0005423291.tif 000010