(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体の流路を内側に有するケースと、前記流路内に配置され、動翼およびロータマグネットを備えた回転体と、前記ロータマグネットの径方向外側に配置されたステータとを有する軸流発電機において、
前記ケースは、前記回転体に対して軸線方向の一方側で当該回転体に同軸状に配置された入側パイプと、前記回転体に対して前記入側パイプとは前記軸線方向の反対側で前記入側パイプおよび前記回転体に対して同軸状に配置された出側パイプとを備えるとともに、当該ケース内では、前記入側パイプおよび前記出側パイプによって前記回転体の回転中心軸の両端が各々支持され、
前記ステータと前記ロータマグネットとの間には、前記入側パイプおよび前記出側パイプに液密状態で接続する円筒状のシール部が配置され、
当該シール部は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれか一方のパイプと一体に前記軸線方向に延在するように形成された樹脂製円筒体において前記軸線方向における一方の端部から同一径で延在する円筒部分、あるいは前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれとも別体で前記軸線方向に延在するように形成された樹脂製円筒体において前記軸線方向における一方の端部から同一径で延在する円筒部分により構成され、
前記樹脂製円筒体は、前記一方の端部から前記軸線方向の他方の端部まで肉厚が一定、あるいは肉厚が増大しており、肉厚が減少している箇所を有しておらず、
前記樹脂製円筒体は、前記一方の端部にリングゲートあるいはディスクゲートを配置して成形されることにより、前記シール部にウェルドラインを有しておらず、
前記一方の端部は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該一方の端部側に位置するパイプの端面に形成された円環状の溝部内に挿入されていることを特徴とする軸流発電機。
【請求項２】
前記円筒部分は、外周にＯリングが装着された状態で、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該一方の端部側に位置する前記パイプにおいて前記端面の周りに設けられた筒部内に挿入されていることを特徴とする請求項１に記載の軸流発電機。
【請求項３】
前記樹脂製円筒体において、前記一方の端部は、前記軸線方向に対して直交していることを特徴とする請求項１または２に記載の軸流発電機。
【請求項４】
前記樹脂製円筒体では、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれか一方のパイプと、前記シール部とが一体に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項５】
前記シール部の肉厚は、前記一方のパイプの肉厚に比して薄いことを特徴とする請求項４に記載の軸流発電機。
【請求項６】
前記樹脂製円筒体は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのいずれとも別体のシール用樹脂製円筒体であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の軸流発電機。
【請求項７】
前記シール用樹脂製円筒体は、前記入側パイプおよび前記出側パイプに比して肉薄に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の軸流発電機。
【請求項８】
前記シール用樹脂製円筒体は、前記他方の端部が、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該他方の端部側に位置するパイプの端面に形成された円環状の溝部内に挿入されていることを特徴とする請求項６または７に記載の軸流発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ケース内の流路に対して回転体が配置された軸流発電機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
水力発電装置は様々な用途に用いられている。例えば、蛇口の下方位置に手を差し出したとき、それをセンサが感知すると、蛇口から水を自動的に流すように構成した自動水栓装置において、水道水の流路の途中位置に小型の水力発電装置を設けるとともに、この水力発電装置によって得た電力を蓄え、この電力を自動水栓装置のセンサ回路などに供給することが提案されている。また、水力発電装置はシャワーヘッド内に構成されることもある。
【０００３】
近年、自動水栓用発電機については、小型化を目的にパイプ状の軸流発電機が案出されている。このよう軸流発電機は、液体の流路を備えたケース、動翼およびロータマグネットを備えた回転体、回転体に対する支軸、軸受、ロータマグネットと磁気回路を構成するステータなどの部品によって構成されており、流路内を通る水の水圧を受けて回転体が回転すると、ロータマグネットが回転し、その回転により、ステータで起電する（特許文献１、２参照）。
【０００４】
また、ロータマグネットとステータとの間には、非磁性材料からなるシール部が水密状態に配置され、かかるシール部としては、通常、非磁性のステンレス薄板を加工したものが用いられている。
【特許文献１】特開２００５−１１３４３７号公報
【特許文献２】特開２００４−３３６９８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来のシール部は、非磁性のステンレス薄板を絞りプレス工法にて製作されることから、高価な金型が必要であり、多大なコストが発生する。また、ステンレス薄板を絞りプレスするため、金型管理が難しいとともに、応力腐食割れなどの損傷が発生しやすいという問題点がある。
【０００６】
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、ステータとロータマグネットとの間に介在するシール部を金属板に対する絞りプレス工法を行なわなくても肉薄に形成でき、かつ、シール部に応力腐食割れなどの損傷が発生しない軸流発電機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明では、液体の流路を内側に有するケースと、前記流路内に配置され、動翼およびロータマグネットを備えた回転体と、前記ロータマグネットの径方向外側に配置されたステータとを有する軸流発電機において、前記ケースは、前記回転体に対して軸線方向の一方側で当該回転体に同軸状に配置された入側パイプと、前記回転体に対して前記入側パイプとは前記軸線方向の反対側で前記入側パイプおよび前記回転体に対して同軸状に配置された出側パイプとを備えるとともに、当該ケース内では、前記入側パイプおよび前記出側パイプによって前記回転体の回転中心軸の両端が各々支持され、前記ステータと前記ロータマグネットとの間には、前記入側パイプおよび前記出側パイプに液密状態で接続する円筒状のシール部が配置され、当該シール部は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれか一方のパイプと一体に前記軸線方向に延在するように形成された樹脂製円筒体において前記軸線方向における一方の端部から同一径で延在する円筒部分、あるいは前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれとも別体で前記軸線方向に延在するように形成された樹脂製円筒体において前記軸線方向における一方の端部から同一径で延在する円筒部分により構成され、前記樹脂製円筒体は、前記一方の端部から前記軸線方向の他方の端部まで肉厚が一定、あるいは肉厚が増大しており、肉厚が減少している箇所を有しておらず、前記樹脂製円筒体は、前記一方の端部にリングゲートあるいはディスクゲートを配置して成形されることにより、前記シール部にウェルドラインを有しておらず、前記一方の端部は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該一方の端部側に位置するパイプの端面に形成された円環状の溝部内に挿入されていることを特徴とする。
【０００８】
本発明においては、ステータとロータマグネットとの間に介在し、かつ、入側パイプおよび出側パイプに液密状態で接続するシール部が円筒状の樹脂成形部分であるため、高価な金型を用いてステンレス薄板を絞りプレス加工する必要がない。このため、シール部を安価で製造することができ、軸流発電機の低コスト化を図ることができる。また、シール部が樹脂成形部分であるため、ステンレス薄板を絞りプレス加工したものと違って応力腐食割れなどの損傷が発生しない。
【０００９】
さらに、シール部は、軸線方向の全体にわたって円筒状であるため、一方の端部にリングゲートやディスクゲートを配置して成形することができ、かかる樹脂成形方法によれば、シール部にウェルドが発生しないので、圧力が加わる部分に用いても、耐久性が高い。また、シール部は、少なくとも、軸線方向の一方の端部から前記ステータと前記ロータマグネットとの間に介在する部分まで肉厚が一定、あるいは肉厚が増大しており、肉厚が減少している箇所を有しないため、リングゲートやディスクゲートを用いて樹脂成形すれば、シール部にウェルドが発生するのを確実に防止することができる。また、一方の端部は、入側パイプおよび出側パイプのうち、一方の端部側に位置するパイプの端面に形成された円環状の溝部内に挿入されているため、シール部とパイプとのラジアル方向の位置決めを高い精度で行なうことができる。
【００１０】
本発明において、前記円筒部分は、外周にＯリングが装着された状態で、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該一方の端部側に位置する前記パイプにおいて前記端面の周りに設けられた筒部内に挿入されている構成を採用することができる。
【００１１】
本発明において、前記シール部は、前記一方の端部が軸線方向に対して直交していることが好ましい。このように構成すると、シール部の一方の端部にリングゲートやディスクゲートを配置して樹脂成形することができ、かつ、樹脂成形時、ウェルドの発生を防止することができる。
【００１２】
本発明において、前記樹脂製円筒体では、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうちのいずれか一方のパイプと、前記シール部とが一体に形成されていることが好ましい。このように構成すると、シール部と一方のパイプとを一体化したため、部品点数を削減することができる。また、一方のパイプとシール部との間ではＯリングなどを用いたシールが不要であるため、この点からも部品点数の削減を図ることができる。
【００１３】
本発明において、前記シール部の肉厚は、前記一方のパイプの肉厚に比して薄いことが好ましい。このように構成すると、ロータマグネットからステータへの磁気伝達効率を向上させることができるので、発電効率を向上することができる。
【００１５】
本発明において、前記樹脂製円筒体は、前記入側パイプおよび前記出側パイプのいずれとも別体のシール用樹脂製円筒体である構成を採用することができる。
【００１６】
本発明において、前記シール用樹脂製円筒体は、前記入側パイプおよび前記出側パイプに比して肉薄に形成されていることが好ましい。このように構成すると、ロータマグネットからステータへの磁気伝達効率を向上させることができるので、発電効率を向上することができる。
【００１７】
本発明において、前記シール用樹脂製円筒体は、前記他方の端部が、前記入側パイプおよび前記出側パイプのうち、当該他方の端部側に位置するパイプの端面に形成された円環状の溝部内に挿入されていることが好ましい。このように構成すると、シール用樹脂製円筒体を介して入側パイプと出側パイプとのラジアル方向の位置決めを高い精度で行なうことができる。従って、回転体の回転中心軸の両端を入側パイプおよび出側パイプによって高い精度で支持することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明においては、ステータとロータマグネットとの間に介在し、かつ、入側パイプおよび出側パイプに液密状態で接続するシール部が円筒状の樹脂成形部分であるため、高価な金型を用いてステンレス薄板を絞りプレス加工する必要がない。このため、シール部を安価で製造することができ、軸流発電機の低コスト化を図ることができる。また、シール部が樹脂成形部分であるため、ステンレス薄板を絞りプレス加工したものと違って応力腐食割れなどの損傷が発生しない。さらに、シール部は、軸線方向の全体にわたって円筒状であるため、一方の端部にリングゲートやディスクゲートを配置して成形することができ、かかる樹脂成形方法によれば、シール部にウェルドが発生しないので、圧力が加わる部分に用いても、耐久性が高い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態として軸流水力発電機を説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施の形態１に係る軸流水力発電機の断面図である。図１において、本形態の軸流水力発電機１（軸流発電機）は、水道水、井戸水、雨水などによって発電する装置であり、例えば、水道管の途中位置に介挿されて使用される。本形態において、軸流水力発電機１は、軸線方向Ｌに延びて内側を液体が通過可能なケース２を有しており、その内側が流路とされる。
【００２１】
ケース２は、円筒状の入側パイプ２１と、この入側パイプ２１の端部に対して同軸状に連結された樹脂製あるいは金属製の円筒状の出側パイプ２２とを同軸状に備えており、入側パイプ２１の出側端部（ケース２の軸線方向Ｌの略中央部）の内側には樹脂製の静翼構成体３１が圧入固定されている。静翼構成体３１の中心部には入側軸保持部３１０が形成されており、ケース２の中央部において軸線方向Ｌに延びた支軸４（固定軸／回転中心軸）の入側端部は、側軸保持部３１０に形成された軸穴３１０ａにより支持されている。このようにして、支軸４の入側端部は、静翼構成体３１を介して入側パイプ２１に支持されている。ここで、静翼構成体３１は、その外周面に形成された凹凸と、入側パイプ２１の内周面に形成された凹凸とが嵌合しているため、軸線周りに回転することはない。なお、静翼は入側パイプ２１と一体に形成されることもある。
【００２２】
出側パイプ２２の内側において、その中央位置には、複数本の連結板部によって、軸穴２２０ａを備えた円筒状の出側軸保持部２２０が支持されており、出側軸保持部２２０の軸穴２２０ａには支軸４の出側端部が支持されている。
【００２３】
軸線方向Ｌにおいて、入側パイプ２１と出側パイプ２２との間には円筒状のステータ７が配置されており、ステータ７は、コイルボビン７１に巻回されたコイル７２と、コイルボビン７１の内周面および軸線方向Ｌの両端に重ねて配置されたステータコア７３とを備えている。
【００２４】
支軸４には回転体８が回転可能に支持されており、回転体８は、樹脂製の円筒状ロータケース８４を備えている。円筒状ロータケース８４は、その内側に連結板部によって保持された円筒状軸受８２を備えており、この円筒状軸受８２が支軸４に回転可能に嵌っている。円筒状軸受８２の出側端面と、出側軸保持部２２０の入側端面との間にはスラストワッシャ４５が挟まれており、回転体８が回転する際、回転体８は、出側パイプ２２によって出側方向における位置が規制された状態で回転する。
【００２５】
円筒状ロータケース８４は、出側において等径で軸線方向Ｌに延びるマグネット保持部８４１と、このマグネット保持部８４１の入側端部で半径方向外側に広がるフランジ部８４２とを備えており、マグネット保持部８４１の外周面には、周方向に多極着磁された円筒状のロータマグネット８１が溶着などによって固定されている。従って、回転体８では、ロータマグネット８１が円筒状ロータケース８４と一体に回転可能である。なお、フランジ部８４２の出側端面にはロータマグネット８１の入側端部が当接している。
【００２６】
また、回転体８において、円筒状軸受８２から入側に向けて延びた細径部８２ａには、動翼構成体８３が溶着などにより連結されている。動翼構成体８３は、細径部８２ａに固定される内側円筒部８３１と、内側円筒部８３１の外側を囲む外側円筒部８３２とを備えており、内側円筒部８３１と外側円筒部８３２とは、複数枚の動翼８３３によって連結されている。動翼８３３は、例えば、垂直面に対して一方方向に６０°傾いた状態で静翼構成体３１において、静翼が形成されている部分と軸線方向Ｌで対向する位置に配置されており、流体圧を受けたとき、回転体８に一方方向の大きな回転トルクを発生させる。
【００２７】
（入側パイプ２１、出側パイプ２２およびシール部５の構成）
ステータ７とロータマグネット８１とによって挟まれた狭い環状隙間内には、円筒状のシール部５が配置されている。本形態において、シール部５は、入側パイプ２１および出側パイプ２２のうち、入側パイプ２１（一方のパイプ）から出側パイプ２２（他方のパイプ）に向けて円筒状に延びた部分からなり、シール部５と入側パイプ２１とは一体の樹脂製円筒体２０からなる。
【００２８】
樹脂製円筒体２０において、シール部５は、先端部５０（出側端部／一方の端部）からステータ７とロータマグネット８１との間に介在する部分まで肉厚および径寸法が一定の円筒状である。また、樹脂製円筒体２０は、ステータ７とロータマグネット８１とによって挟まれた狭い環状隙間より入側において略同一の肉厚のまま外側に向かって拡大するフランジ部５９を備え、このフランジ部５９の外周縁から入側に向けて同一の径寸法で延びている肉厚部分によって、入側パイプ２１が構成されている。このため、樹脂製円筒体２０は、シール部５に相当する部分だけでなく、シール部５の先端部５０から入側パイプ２１の入側端部に向かういずれに箇所にも肉厚が減少している部分を有しない。また、樹脂製円筒体２０において、シール部５のうち、ステータ７とロータマグネット８１との間の環状隙間に位置する部分の肉厚は、入側パイプ２１の肉厚に比してかなり薄くなっている。さらに、シール部５の先端部５０が軸線方向Ｌと直交するように形成されている。
【００２９】
出側パイプ２２の入側端面は、環状段部によって、内周側に位置する部分ほど出側に凹んでおり、最も内周側の段部には、入側に向かって開口する環状の溝部２２５が全周にわたって形成されている。本形態では、溝部２２５にシール部５の先端部５０が挿入されている。
【００３０】
樹脂製円筒体２０の軸線方向Ｌの途中部分（入側パイプ２１の出側端部）、および出側パイプ２２の入側端部には、半径方向に向かって拡径する鍔部２１１、２２１が各々形成されている。さらに、入側パイプ２１および出側パイプ２２の外周側には、筒状締結部材６が配置されており、筒状締結部材６の入側端部および出側端部には各々、内周側に向けて屈曲する環状の係合突部６１、６２が形成されている。ここで、係合突部６１、６２は各々、鍔部２１１、２２１に対して引っ掛かっており、これにより、入側パイプ２１と出側パイプ２２とが連結固定されている。なお、筒状締結部材６は、磁性体から形成されており、コイル７２の外周側を覆うコアとしての機能も発揮する。
【００３１】
入側パイプ２１と出側パイプ２２とを筒状締結部材６により連結するには、まず、筒状締結部材６の入側端部を内側に折り曲げて係合突部６１を形成しておく一方、筒状締結部材６の出側端部では、係合突部６２が内側に屈曲せず、軸線方向Ｌに起立している状態とする。
【００３２】
そして、シール部５の先端部５０の側よりステータ７を挿入する。その際、ステータ７は、フランジ部５９により構成された段部を利用して位置決め固定される。次に、シール部５の出側端部にゴム製のＯリング５７を装着した後、ステータ５を間に挟んで入側パイプ２１と出側パイプ２２とを軸線方向Ｌに並べた状態とする。その際、出側パイプ２２の入側端面に形成されている環状の溝部２２５には、シール部５の先端部５０を挿入する。
【００３３】
次に、筒状締結部材６を入側パイプ２１の入側端部より挿入し、入側パイプ２１に形成された鍔部２１１に対して係合突部６１を引っ掛ける。次に、筒状締結部材６の出側端部を内側に折り曲げて、出側パイプ２２に形成された鍔部２２１に対して引っ掛かる係合突部６１を形成する。これにより、入側パイプ２１と出側パイプ２２とを筒状締結部材６により連結することができる。また、シール部５（樹脂製円筒体２０）と出側パイプ２２との間では、Ｏリング５７によって液密が確保される。
【００３４】
（動作）
このように構成した軸流水力発電機１においては、入側パイプ２１の入側開口から入った水は、入側パイプ２１に圧入された静翼構成体３１の静翼３１２で渦流となって回転体８の動翼構成体８３に衝突し、動翼８３３は、その水圧を受ける。ここで、動翼８３３を有する動翼構成体８３は、円筒状ロータケース８４の円筒状軸受８２に細径部８２ａを介して連結されているため、回転体８は、支軸４周りに回転する。また、回転体８にはロータマグネット８１が固定されているため、ロータマグネット８１が回転する。その結果、ロータマグネット８１は、その磁力を外側のステータコア７３に誘導する。ステータコア７３は、筒状締結部材６とともに磁気回路を構成しており、ステータコア７３と筒状締結部材６とにより区画形成された空間内にはコイル７２が巻回されている。このため、コイル７２に起電力が生じることになる。
【００３５】
（入側パイプの製造方法）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、リングゲートを有する射出成形金型の平面図、および図２（ａ）中のＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
本形態の軸流水力発電機１において、肉薄のシール部５を構成するにあたって、シール部５と入側パイプ２１とを一体化した樹脂製円筒体２０を製造する。かかる樹脂製円筒体２０を製造する際、シール部５にウェルドが発生すると、このウェルドの発生箇所にて耐久性が低下してしまう。そこで、本形態では、図２に示すように、シール部５の先端部５０に相当する側にリングゲート９５を有する射出成形金型９を用いる。以下、この射出成形金型９を用いた入側パイプ２１の製造方法の一例を簡単に説明する。
【００３７】
図２に示す射出成形金型９は、スプルー９１と、スプルー９１に連通する一次ランナー９２と、一次ランナー９２から分岐した環状の二次ランナー９３と、二次ランナー９３から内周側に延びる複数のサブゲート９４と、サブゲート９４に連通するリングゲート９５とを備えている。リングゲート９５は、サブゲート９４と連通する環状部９５ａと、環状部９５ａの内周側にて開口する吐出部９５ｂとを備えており、吐出部９５ｂは、略中空円筒状のキャビティ９６に対して接続される。
【００３８】
キャビティ９６には、上流側に形成された円筒状の第１流路９６ａ、第１流路９６ａの下流側の端部より半径方向に延びる環状の第２流路９６ｂ、および第２流路９６ｂより下面に向かって延びる円筒状の第３流路９６ｃが形成されている。第１流路９６ａは、シール部５のうち、先端部５０からステータ７とロータマグネット８１との間に介在する部分までを形成するための流路であり、隙間寸法および径寸法が一定となるよう形成され、上流側の端面は中心軸に対して直交するよう形成される。第２流路９６ｂはフランジ部５９を形成する部分であり、第１流路９６ａより隙間寸法が広い。第３流路９６ｃは入側パイプ２１を形成する部分であり、第１流路９６ａおよび第２流路９６ｂより隙間寸法が広い。本形態では、リングゲート９５は第１流路９６ａの上流側に配置する。
【００３９】
このように構成された射出成形金型９に対して、溶融した樹脂を導入すると、樹脂はスプルー９１、サブゲート９４、およびリングゲート９５の環状部９５ａを経て、吐出部９５ｂからキャビティ９６内に射出され、第１流路９６ａ〜第３流路９６ｃ内は樹脂で充填される。この後、樹脂を固化することにより、第１流路９６ａ内に充填された樹脂はシール部５として、第２流路９６ｂ、および第３流路９６ｃ内に充填された樹脂は入側パイプ２１として成型される。また、第１流路９６ａ〜第３流路９６ｃ内は連通していることから、シール部５と入側パイプ２１とは、樹脂製円筒体２０として一体に形成される。
【００４０】
このように樹脂製円筒体２０において、シール部５の先端部５０は軸線方向Ｌと直交するように形成されているため、シール部５の先端部５０にリングゲート９５を配置して樹脂製円筒体２０を形成することができ、しかも、樹脂製円筒体２０のシール部５にウェルドが発生することを防止することができる。すなわち、シール部５の先端部５０が軸線方向Ｌに対して斜めの場合に先端部５０にリングゲート９５を配置して樹脂製円筒体２０を形成したとしても、樹脂を流し込んだ際、樹脂が流れ出るまでにかかる時間が、場所によって異なり、樹脂製円筒体２０にウェルドが発生する恐れがある。しかるに本形態のように、シール部５の先端部５０が軸線方向Ｌに対して直交している場合に、樹脂を流し込んだ際、樹脂が流れ出るまでにかかる時間が場所にかかわらず一定であるため、樹脂製円筒体２０にウェルドが発生しない。
【００４１】
また、樹脂製円筒体２０のシール部５において、先端部５０からステータ７とロータマグネット８１との間に介在する部分までの肉薄部分は、肉厚および径寸法が一定である。このため、第１流路９６ａ内を樹脂が流れる際、樹脂が流れるスピードが一定となるので、第１流路９６ａ内で樹脂の乱流が発生しにくい。さらに、樹脂製円筒体２０は、シール部５に相当する部分だけでなく、シール部５の先端部５０から入側パイプ２１の入側端部に向かういずれに箇所にも肉厚が減少している部分を有しない。このため、キャビティ９６内に流し込まれた樹脂は、隙間幅が狭い流路から広い流路に流れるため、樹脂の滞留が発生しない。それ故、シール部５を含めて、樹脂製円筒体２０の全体においてウェルドが発生することを防止することができる。
【００４２】
（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の軸流水力発電機１では、ステータ７とロータマグネット８１との間に介在し、かつ、入側パイプ２１および出側パイプ２２に液密状態で接続するシール部５が円筒状の樹脂成形部分であるため、高価な金型を用いてステンレス薄板を絞りプレス加工する必要がない。このため、シール部５を安価で製造することができ、軸流発電機５の低コスト化を図ることができる。また、シール部５が樹脂成形部分であるため、ステンレス薄板を絞りプレス加工したものと違って応力腐食割れなどの損傷が発生しない。さらに、シール部５（樹脂製円筒体２０）は、軸線方向Ｌの全体にわたって円筒状であるなど、先端部５０にリングゲート９５を配置して成形するのに適した形状を備えているので、かかる樹脂成形方法によれば、磁気伝達効率を高めることを目的にシール部５を肉薄にした場合でも、図２を参照して説明したように、シール部５にウェルドが発生しないので、圧力が加わる部分に用いても、耐久性が高い。
【００４３】
また、シール部５は、樹脂製円筒体２０として入側パイプ２１と一体に形成されているので、部品点数の削減を図ることができる。また、シール部５は、樹脂製円筒体２０として入側パイプ２１と一体に形成されているので、シール部５と入側パイプ２１との間にはＯリングによりシールが不要であり、シール部５（樹脂製円筒体２０）と出側パイプ２２との間のみをＯリング５７によりシールすればよい。それ故、軸流水力発電機１のコストを削減することができる。
【００４４】
さらに、シール部５の先端部５０を出側パイプ２２の環状の溝部２２５に挿入した構造を採用したので、入側パイプ２１と出側パイプ２２とをラジアル方向での位置決めを高い精度で行なうことができる。それ故、回転体８の回転中心軸である支軸８２の両端を入側パイプ２１および出側パイプ２２によって好適な姿勢で支持することができる。また、シール部５の先端部５０を溝部２２５に挿入することにより、シール部５の先端部５０が変形することを防ぐことができる。
【００４５】
［実施の形態１の変形例］
上記実施の形態１においては、シール部５は入側パイプ２１と一体であったが、シール部５を出側パイプ２２と一体に形成してもよい。
【００４６】
［実施の形態２］
図３は、本発明の実施の形態２に係る軸流水力発電機の断面図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの詳細な説明を省略する。
【００４７】
図３に示す軸流水力発電機１も、実施の形態１と同様、ケース２は、円筒状の樹脂製の入側パイプ２１と、この入側パイプ２１の端部に対して同軸状に連結された円筒状の樹脂製あるいは金属製の出側パイプ２２とを備えており、支軸４の両端は各々、入側パイプ２１および出側パイプ２２に支持されている。軸線方向Ｌにおいて、入側パイプ２１と出側パイプ２２との間には円筒状のステータ７が配置されている一方、支軸４に回転可能に支持された回転体８は、ステータ７と対向する位置にロータマグネット８１を備えている。
【００４８】
ステータ７とロータマグネット８１とによって挟まれた狭い環状隙間内には、円筒状のシール部５Ａが配置されている。本形態において、シール部５Ａは、入側パイプ２１および出側パイプ２２とは別体のシール用樹脂製円筒体からなる。
【００４９】
このように構成したシール部５Ａ（シール用樹脂製円筒体）において、シール部５Ａは、先端部５０（出側端部）からステータ７とロータマグネット８１との間に介在する部分５１まで肉厚および径寸法が一定である。また、シール部５Ａは、ステータ７とロータマグネット８１とによって挟まれた狭い環状隙間より入側において同一の肉厚のまま外側に向かって拡大するフランジ部５２と、フランジ部５９の外周縁から入側に向けて肉厚および径寸法が一定のまま延びた連結用円筒部５３とを備えている。
【００５０】
ここで、シール部５Ａは、シール部５Ａの先端部５０から入側パイプ２１の入側端部に向かういずれの箇所にも肉厚が減少している部分を有しない。また、樹脂製円筒体２０において、シール部５Ａの肉厚は、入側パイプ２１および出側パイプ２２の肉厚に比してかなり薄くなっている。さらに、シール部５Ａは、先端部５０が軸線方向Ｌと直交するように形成されている。さらにまた、シール部５Ａは、入側に位置する基端部５５も軸線方向Ｌと直交するように形成されている。
【００５１】
出側パイプ２２の入側端面には環状の溝部２２５が全周にわたって形成されており、溝部２２５には、シール部５Ａの先端部５０が挿入されている。また、入側パイプ２１の出側端面には環状の溝部２２５が全周にわたって形成されており、溝部２２５には、シール部５Ａの入側に位置する基端部５５がＯリング５６とともに挿入されている。
【００５２】
このように構成した軸流水力発電機１でも、実施の形態１と同様、ステータ７とロータマグネット８１との間に介在し、かつ、入側パイプ２１および出側パイプ２２に液密状態で接続するシール部５Ａが円筒状の樹脂成形部分であるため、高価な金型を用いてステンレス薄板を絞りプレス加工する必要がない。このため、シール部５Ａを安価で製造することができ、軸流発電機５の低コスト化を図ることができる。また、シール部５Ａが樹脂成形部分であるため、ステンレス薄板を絞りプレス加工したものと違って応力腐食割れなどの損傷が発生しない。さらに、シール部５Ａは、軸線方向Ｌの全体にわたって円筒状であるなど、先端部５０にリングゲート９５を配置して成形するのに適した形状を備えているので、かかる樹脂成形方法によれば、磁気伝達効率を高めることを目的にシール部５Ａを肉薄にした場合でも、シール部５Ａにウェルドが発生しないので、圧力が加わる部分に用いても、耐久性が高い。
【００５３】
また、シール部５Ａの両端は各々、入側パイプ２１の環状の溝部２１５、および出側パイプ２２の環状の溝部２２５に挿入されているので、入側パイプ２１と出側パイプ２２とをラジアル方向での位置決めを高い精度で行なうことができる。それ故、回転体８の回転中心軸である支軸８２の両端を入側パイプ２１および出側パイプ２２によって好適な姿勢で支持することができる。
【００５４】
［実施の形態１、２の変形例］
上記実施の形態１、２では、シール部５、５Ａの先端部５０にリングゲートを配置してシール部５Ａを形成したが、シール部５、５Ａの先端部５０にディスクゲートを配置してシール部５、５Ａを形成してもよく、この場合も、シール部５、５Ａにウェルドが発生することを防止することができる。
【００５５】
また、上記実施の形態１、２では、シール部５、５Ａは、全体が等厚に形成されていたが、軸線方向Ｌの一方側に位置する先端部５０からステータ７とロータマグネット８１との間に介在する部分までに肉厚が減少している箇所を有しない構成であれば、肉厚が増大している構成であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る軸流水力発電機の断面図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は各々、リングゲートを有する射出成形金型の平面図、およびその断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る軸流水力発電機の断面図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  軸流水力発電装置（軸流発電機）
２  ケース
４  支軸（回転体の回転中心軸）
５  シール部
５Ａ  シール部（シール用樹脂製円筒体）
７  ステータ
８  回転体
２０  樹脂製円筒体
２１  入側パイプ
２２  出側パイプ
【図１】
0005161519.tif 000002
【図２】
0005161519.tif 000003
【図３】
0005161519.tif 000004