(57)【要約】【課題】回転体に回転力を与えない無駄な流れを制限し、発電効率を向上させる水栓用発電機及び発電機付自動水栓装置を提供すること。【解決手段】径外方に突出した複数の翼部を有し、筒体の中心軸のまわりに回転可能に筒体の内部に設けられた動翼と、動翼の周面を囲むように翼部に設けられ、周方向に隣り合う翼部間の空間と、翼部と筒体の内周面との間の空間と、を隔てる動翼リングと、軸中心を動翼の回転軸に一致させて、前記動翼に対して上流もしくは下流の筒体の内部に設けられ、動翼と一体となって筒体の中心軸のまわりに回転可能なマグネットと、筒体の管壁を間に挟んでマグネットに対向して筒体の外部に設けられた第１のコイルと、を備えている。【選択図】図１
2007274854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部が給水流路に連通され、給水が流れる方向に対して、軸方向を略平行にして設けられる筒体と、
径外方に突出した複数の翼部を有し、前記筒体の中心軸のまわりに回転可能に前記筒体の内部に設けられた動翼と、
前記動翼の周面を囲むように前記翼部に設けられ、周方向に隣り合う翼部間の空間と、前記翼部と前記筒体の内周面との間の空間と、を隔てる動翼リングと、
軸中心を前記動翼の回転軸に一致させて、前記動翼に対して上流もしくは下流の前記筒体の内部に設けられ、前記動翼と一体となって前記筒体の中心軸のまわりに回転可能なマグネットと、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記マグネットに対向して前記筒体の外部に設けられた第１のコイルと、
を備えたことを特徴とする水栓用発電機。
【請求項２】
前記動翼リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記動翼リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第２のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１記載の水栓用発電機。
【請求項３】
前記動翼よりも上流の前記筒体内部に、前記動翼リングと一体に回転する上流リングをさらに備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の水栓用発電機。
【請求項４】
前記上流リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記上流リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第３のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項３記載の水栓用発電機。
【請求項５】
前記動翼よりも下流の前記筒体内部に、前記動翼リングと一体に回転する下流リングをさらに備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載の水栓用発電機。
【請求項６】
前記下流リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記下流リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第４のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項５記載の水栓用発電機。
【請求項７】
前記上流リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項３または４に記載の水栓用発電機。
【請求項８】
前記下流リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項５または６に記載の水栓用発電機。
【請求項９】
前記動翼リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項１または２に記載の水栓用発電機。
【請求項１０】
給水の流入口と、
給水の吐水口と、
前記流入口から流入した給水を前記吐水口に導く給水流路と、
内部が前記給水流路に連通され、給水が流れる方向に対して、軸方向を略平行にして設けられた筒体と、
径外方に突出した複数の翼部を有し、前記筒体の中心軸のまわりに回転可能に前記筒体の内部に設けられた動翼と、
前記動翼の周面を囲むように前記翼部に設けられ、周方向に隣り合う翼部間の空間と、前記翼部と前記筒体の内周面との間の空間と、を隔てる動翼リングと、
軸中心を前記動翼の回転軸に一致させて、前記動翼に対して上流もしくは下流の前記筒体の内部に設けられ、前記動翼と一体となって前記筒体の中心軸のまわりに回転可能なマグネットと、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記マグネットに対向して前記筒体の外部に設けられた第１のコイルと、
を備えたことを特徴とする発電機付自動水栓装置。
【請求項１１】
前記動翼リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記動翼リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第２のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１０記載の発電機付自動水栓装置。
【請求項１２】
前記動翼よりも上流の前記筒体内部に、前記動翼リングと一体に回転する上流リングをさらに備えたことを特徴とする請求項１０または１１に記載の水栓用発電機。
【請求項１３】
前記上流リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記上流リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第３のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１２記載の水栓用発電機。
【請求項１４】
前記動翼よりも下流の前記筒体内部に、前記動翼リングと一体に回転する下流リングをさらに備えたことを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１つに記載の水栓用発電機。
【請求項１５】
前記下流リングはマグネット材料からなり、
前記筒体の管壁を間に挟んで前記下流リングに対向して前記筒体の外部に設けられた第４のコイルをさらに備えたことを特徴とする請求項１４記載の水栓用発電機。
【請求項１６】
前記上流リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項１２または１３に記載の水栓用発電機。
【請求項１７】
前記下流リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項１４または１５に記載の水栓用発電機。
【請求項１８】
前記動翼リングと、前記マグネットとが、前記筒体の軸方向に隙間なく密着していることを特徴とする請求項１０または１１に記載の水栓用発電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給水の流れを利用して発電する水栓用発電機及びこれを備えた自動水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蛇口の下に手を差し出すことによって、これをセンサが感知し、蛇口から水を自動的に吐水する自動水栓装置が知られている。また、そのような自動水栓装置の流路に小型発電機を配設し、この発電機で得られた電力を蓄電しておき、上述のセンサ等の回路の電力を補う装置も知られている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、回転体の外周側にマグネットが回転体に対して一体に設けられた構成（従来例１）と、回転体の下流側に回転体と中心軸を一致させてマグネットが設けられた構成（従来例２）が開示されている。
【０００４】
回転体のまわりの流れには、回転体の外側（径外方）を流れ回転体に回転力を与えない外流と、回転体の内側（翼部）を流れ回転体に回転力を与える内流がある。発電効率を上げるには、内流の流量を多くして、回転体のトルクを大きくする必要がある。しかし、従来例１では、マグネットの軸方向長さが比較的短く、外流に対する流路抵抗が小さいため、外流の流量が比較的多くなり、発電効率の低下につながる。また、従来例２では、回転体と配管との間には何も部材が介在されておらず、外流の流路面積が広がり、やはり外流に対する流路抵抗が小さいため、外流の流量が多く、発電効率の低下につながる。特に、自動水栓のような比較的流量が少ないものでは、回転体に回転力を与えない無駄な流れを制限する必要性が高い。
【特許文献１】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】
本発明は、回転体に回転力を与えない無駄な流れを制限し、発電効率を向上させる水栓用発電機及び発電機付自動水栓装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、内部が給水流路に連通され、給水が流れる方向に対して、軸方向を略平行にして設けられる筒体と、径外方に突出した複数の翼部を有し、前記筒体の中心軸のまわりに回転可能に前記筒体の内部に設けられた動翼と、前記動翼の周面を囲むように前記翼部に設けられ、周方向に隣り合う翼部間の空間と、前記翼部と前記筒体の内周面との間の空間と、を隔てる動翼リングと、軸中心を前記動翼の回転軸に一致させて、前記動翼に対して上流もしくは下流の前記筒体の内部に設けられ、前記動翼と一体となって前記筒体の中心軸のまわりに回転可能なマグネットと、前記筒体の管壁を間に挟んで前記マグネットに対向して前記筒体の外部に設けられた第１のコイルと、を備えたことを特徴とする水栓用発電機が提供される。
【０００７】
また、本発明の他の一態様によれば、給水の流入口と、給水の吐水口と、前記流入口から流入した給水を前記吐水口に導く給水流路と、内部が前記給水流路に連通され、給水が流れる方向に対して、軸方向を略平行にして設けられた筒体と、径外方に突出した複数の翼部を有し、前記筒体の中心軸のまわりに回転可能に前記筒体の内部に設けられた動翼と、前記動翼の周面を囲むように前記翼部に設けられ、周方向に隣り合う翼部間の空間と、前記翼部と前記筒体の内周面との間の空間と、を隔てる動翼リングと、軸中心を前記動翼の回転軸に一致させて、前記動翼に対して上流もしくは下流の前記筒体の内部に設けられ、前記動翼と一体となって前記筒体の中心軸のまわりに回転可能なマグネットと、前記筒体の管壁を間に挟んで前記マグネットに対向して前記筒体の外部に設けられた第１のコイルと、を備えたことを特徴とする発電機付自動水栓装置が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転体に回転力を与えない無駄な流れを制限し、発電効率を向上させる水栓用発電機及び発電機付自動水栓装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
【００１０】
［第１の実施形態］
図１４は、本発明の実施形態に係る発電機付自動水栓装置（以下、単に自動水栓装置とも称する）の設置態様を例示する模式図である。  
図１５は、同自動水栓装置の要部の模式図である。
【００１１】
本実施形態に係る自動水栓装置は、例えば洗面台２などに取り付けられる吐水金具３を備える。吐水金具３は、配管４を介して、水道水等の流入口５に接続されている。吐水金具３は、円筒状の本体３ａと、この本体３ａの径外方に延出して本体３ａの上部に設けられた吐水部３ｂとを有する。吐水部３ｂの先端側には、吐水口６が形成され、さらにこの吐水口６の近傍にセンサ７が内蔵されている。
【００１２】
配管４および吐水金具３の内部には、流入口５から流入した給水を、吐水口６へと導く給水流路が形成されている。吐水金具３の本体３ａの内部には、その給水流路を開閉する電磁弁８が内蔵され、さらに電磁弁８の下流側には、吐水量を一定に制限する定流量弁５５が内蔵されている。また、水道元圧が使用圧よりも高すぎる場合に減圧するための減圧弁または調圧弁（図示省略）が、電磁弁８より上流側に内蔵されている。また、定流量弁５５より下流の吐水部３ｂの内部には、発電機１１が内蔵されている。また、本体３ａには、発電機１１で発電された電力を充電しておく充電器５６と、センサ７の駆動と電磁弁８の開閉を制御する制御部５７が設けられている。発電機１１は、定流量弁５５よりも下流側に配設されているため、水道元圧（一次圧）が、発電機１１に直接作用しない。なお、定流量弁５５、減圧弁、調圧弁は、必要に応じて適宜設けられる。
【００１３】
図１は、その発電機１１の内部を表す模式図である。  
図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【００１４】
発電機１１は、カバー１２（図１５参照）の中に、主として、筒体１３、動翼１５、動翼リング４１、マグネットＭ、コイル１６を備える。
【００１５】
筒体１３は、その内部が給水流路に連通した状態で、吐水金具３の吐水部３ｂに内蔵され、筒体１３の軸方向は、給水が流れる方向に対して略平行になるよう設置される。筒体１３の内部には、給水が流れる方向の上流側から順に、動翼１５、マグネットＭ、軸受け１７が設けられ、これらは、互いの軸中心を、筒体１３の軸中心に一致させている。
【００１６】
動翼１５は、円柱状を呈し、その周面には、径外方に突出した複数の突起状の翼部１９が設けられている。動翼１５の翼部１９は、軸中心に対して左方向にねじれつつ、上流側から下流側に向けて傾斜している。動翼１５は、筒体１３に対して固定された軸受け１７上に回転可能に支持されている。すなわち、動翼１５は、筒体１３の中心軸のまわりに回転可能となっている。
【００１７】
動翼１５の周面を囲むようにその翼部１９には、動翼リング４１が設けられている。動翼リング４１は、両端部が開放された円筒状を呈し、その内周面が翼部１９に接して取り付けられている。周方向に隣り合う翼部１９間の空間と、翼部１９と筒体１３内周面との間の空間とは、動翼リング４１によって隔てられている。
【００１８】
動翼リング４１と、筒体１３の内周面との間にはわずまな隙間が形成される。その隙間の径方向の幅は、動翼１５における翼部１９間の周面と、動翼リング４１の内周面との間の空間の径方向の幅よりも小さい。
【００１９】
動翼１５の下流には、動翼１５に対して軸方向に離間して、マグネットＭが設けられている。マグネットＭは、中空部を有する筒状を呈する。
【００２０】
マグネットＭの下流には軸受け１７が設けられ、軸受け１７の中心部には、動翼１５の軸中心に固定された軸部材２４が回転可能に支持されている。軸部材２４は、マグネットＭの中空部を貫通して動翼１５に固定されている。
【００２１】
軸部材２４には、径方向に延在する複数本の連結部材を介して、マグネット装着部材３６が固定されている。マグネット装着部材３６は、リング状のプレート部３７と、このプレート部３７の中央孔の縁部に一体に設けられ上流側に延在する筒部３８とを有する。マグネットＭは、その中空部を、マグネット装着部材３６の筒部３８の外周面に嵌合させてプレート部３７上に固定されている。したがって、マグネットＭは、マグネット装着部材３６および軸部材２４を介して、動翼１５に対して固定されており、動翼１５が回転すると、マグネットＭは動翼１５と一体となって回転する。マグネットＭの外周面は、筒体１３の内周面に対してわずかな隙間をあけて対向しており、マグネットＭの回転は妨げられない。マグネットＭは、動翼１５および動翼リング４１に対して、軸方向に離間している。
【００２２】
マグネット装着部材３６および軸受け１７には、筒体１３内を流れる流水の流れを許容する貫通孔部が形成されている。
【００２３】
筒体１３の外側における、マグネットＭに対向する部分には、マグネットＭの軸方向長さに合わせて、例えば２つのコイル１６が設けられている。コイル１６は、図３、４に表される１対のヨーク２５、２６と、これらヨーク２５、２６が組み合わされて形成される環状の空間内に配設されるコイル配線部１６ａとを有する。
【００２４】
ヨーク２５、２６は、共に磁性体からなる。ヨーク２５は、コイル配線部１６ａの一方の端面部に対向される環状プレート２５ａと、コイル配線部１６ａの周面部に対向される周面部２５ｂとを有し、さらに環状プレート２５ａの内周縁部には、軸方向に突出した複数の極歯２５ｃが設けられている。ヨーク２６は、コイル配線部１６ａの他方の端面部に対向される環状プレート２６ａと、この環状プレート２６ａの内周縁部に、軸方向に突出して設けられた複数の極歯２６ｂとを有する。ヨーク２５の極歯２５ｃは、周方向に沿って等間隔で設けられ、ヨーク２６の極歯２６ｂも周方向に沿って等間隔で設けられており、図３に表されるように、一方のヨークの極歯の間に、他方のヨークの極歯を位置させて、両ヨーク２５、２６の極歯２５ｃ、２６ｂは、コイル配線部１６ａの内周面に対向する。
【００２５】
両ヨーク２５、２６の極歯２５ｃ、２６ｂは、筒体１３の外周面におけるマグネットＭに対向する部分に当接して設けられる。マグネットＭは、図５に表されるように、周方向にＮ極とＳ極とが交互に着磁されており、それぞれのヨーク２５、２６の極歯２５ｃ、２６ｂは、筒体１３の管壁を間に挟んで、マグネットＭのＮ極またはＳ極に対向する。さらに、コイル配線部１６ａは、極歯２５ｃ、２６ｂおよび筒体１３の管壁を間に挟んで、マグネットＭに対向する。
【００２６】
次に、本実施形態に係る水栓用発電機及びこれを備えた自動水栓装置の作用について説明する。
【００２７】
図１６は、本実施形態に係る発電機付自動水栓装置において、給水の流れ（実線の矢印）と、電気の流れ（点線の矢印）とを表す模式図である。  
使用者が、吐水口６の下に手をかざすと、これをセンサ７が感知して、電磁弁８を開にする。これにより、発電機１１の筒体１３の内部に給水が供給され、筒体１３の内部を流れた水は吐水口６から吐水される。使用者が、吐水口６の下から手を遠ざけると、電磁弁８が閉となり、自動で水が止まる。
【００２８】
筒体１３内部に流れ込んだ流水は、動翼１５に向けて流れ、動翼１５の周面に設けられた翼部１９の上側の内壁面に当たって、動翼１５とマグネットＭを回転させるとともに、翼部１９間の周面を流れて、動翼１５とマグネットＭとの間の隙間に流れ込む。
【００２９】
このとき、動翼リング４１によって、動翼リング４１の外周面と、筒体１３の内周面との間の隙間が狭められて、動翼１５の翼部１９よりも径外方の流路抵抗が大きくされているため、大部分の流水は、動翼リング４１の内側を流れ、翼部１９間の動翼１５の周面を流れる。
【００３０】
動翼１５とマグネットＭとの間の隙間に流れ込んだ流水は、マグネットＭと筒体１３の内周面との間の隙間はわずかであるので、大部分は径内方に流れて、マグネットＭの中空部に至る。さらに、流水は、マグネットＭの中空部を軸方向に流れて、マグネット装着部材３６および軸受け１７を通過して、筒体１３内部を抜け、吐水口６へと至る。
【００３１】
図１に図示される具体例では、動翼１５の翼部１９の上側の内壁面に対して流水が衝突することで、翼部１９に右方向の力が作用し、動翼１５は右回りに回転する。動翼１５が回転するとマグネットＭも回転する。マグネットＭは、図５に表されるように、周方向に沿ってＮ極とＳ極が交互に並んで着磁されているため、筒体１３の管壁を挟んでマグネットＭに対向しているヨーク２５、２６の極歯２５ｃ、２６ｂの極性が変化していく。すなわち、ヨーク２５がＮ極のときヨーク２６がＳ極、ヨーク２５がＳ極のときヨーク２６がＮ極という状態が繰り返されることで、コイル配線部１６ａに対する鎖交磁束が変化し、コイル配線部１６ａに起電力が生じ、すなわち発電する。
【００３２】
発電機１１が発電した電力は、充電器５６へと充電された後、電磁弁８、センサ７、制御部５７の駆動に使用される。
【００３３】
図１７は、動翼リング４１を設けない、比較例に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【００３４】
この構成では、動翼１５と筒体１３内周面との間の流路を狭める手段がなく、動翼１５の径外方の流路面積が広がり流路抵抗が小さいため、動翼１５の径外方を流れる流水の流量が多くなる。動翼１５の径外方を流れる流水は、動翼１５の翼部１９に回転力を与える流れとはならないので、動翼１５の径外方を流れる流水の流量が多くなると、発電能力の低下につながる。
【００３５】
これに対して本実施形態では、動翼リング４１によって、動翼１５の径外方の流路抵抗が高まり、動翼１５の周面を翼部１９に沿って流れる流量が多くなる。動翼１５の周面を翼部１９に沿って流れる流量が多くなることで、動翼１５の回転力がより高まり、発電能力が高まる。
【００３６】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、前述したものと同様の要素については、同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
［第２の実施形態］
図６は、本発明の第２の実施形態に係る発電機の内部を表す模式図である。
【００３８】
本実施形態では、動翼リング４１をマグネット材料から構成し、この動翼リング４１との間に筒体１３の管壁を挟んで、動翼リング４１に対向して、筒体１３の外部にコイル１６をさらに設けた。
【００３９】
動翼１５が回転すると動翼リング４１も回転し、この動翼リング４１はマグネット材料からなるので、筒体１３の管壁を間に挟んで動翼リング４１に対向したコイル配線部１６ａに対する鎖交磁束が変化し、そのコイル配線部１６ａに起電力が生じ発電する。すなわち、第１の実施形態に比べて、コイル１６の数を増やした分だけ発電量を多くできる。
【００４０】
［第３の実施形態］
図７は、本発明の第３の実施形態に係る発電機の内部を表す模式図である。
【００４１】
本実施形態では、動翼リング４１の上流の筒体１３内部に、動翼リング４１と一体に上流リング４２を設けている。あるいは、動翼リング４１を、動翼１５よりも上流の筒体１３内部に延出させて、上流リングを構成してもよい。本実施形態によれば、動翼１５およびその上流の径外方に、軸方向にさらに長い流路が形成され、その流路の流路抵抗がより高まり、動翼１５の周面を翼部１９に沿って流れる流量がより多くなる。これにより、発電能力がより高まる。
【００４２】
［第４の実施形態］
図８は、本発明の第４の実施形態に係る発電機の内部を表す模式図である。
【００４３】
本実施形態は、第２の実施形態および第３の実施形態を組み合わせ、さらに、上流リング４２をマグネット材料から構成し、この上流リング４２との間に筒体１３の管壁を挟んで、上流リング４２に対向して、筒体１３の外部にコイル１６を設けた。
【００４４】
すなわち、マグネット材料からなる上流リング４２の回転によって、これに対向するコイル配線部１６ａに起電力を生じさせることと、その上流リング４２によって動翼１５およびその上流の径外方に、軸方向にさらに長い流路を形成して流路抵抗を高めることとの相乗効果によって、よりいっそうの発電能力の向上が図れる。
【００４５】
［第５の実施形態］
図９は、本発明の第５の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【００４６】
本実施形態では、動翼リング４１と、マグネットＭとを、筒体１３の軸方向に、例えば接着材等を用いて隙間なく密着している。これにより、軸方向に、より長い流路が径方向への隙間なく形成されるため、動翼１５の径外方の流路抵抗がさらに高まり、動翼１５の周面を翼部１９に沿って流れる流量がさらに多くなる。これにより、発電能力がより高まる。
【００４７】
［第６の実施形態］
図１０は、本発明の第６の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【００４８】
本実施形態では、動翼１５をマグネットＭの下流側に設けている。その動翼１５の周面を囲むように翼部１９には、動翼リング４１が設けられている。さらに、動翼リング４１の上流側に、動翼リング４１に一体に上流リング４２を設けている。動翼１５、動翼リング４１、上流リング４２およびマグネットＭは、一体となって回転する。
【００４９】
本実施形態では、マグネットＭ、上流リング４２および動翼リング４１の径外方側に、軸方向に長い流路が形成され、その流路の流路抵抗がより高まり、動翼１５の径内方側を流れる流量がより多くなる。これにより、動翼１５の回転力が高まり、発電能力がより高まる。
【００５０】
また、上流リング４２と、マグネットＭとを、筒体１３の軸方向に、例えば接着材等を用いて隙間なく密着すれば、軸方向に、より長い流路が径方向への隙間なく形成されるため、動翼１５の径外方側の流路抵抗がさらに高まる。これにより、動翼１５の径内方側を流れる流量がより多くなり、動翼１５の回転力が高まり、発電能力がより高まる。
【００５１】
［第７の実施形態］
図１１は、本発明の第７の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【００５２】
本実施形態では、動翼１５の周面を囲むように翼部１９に動翼リング４１を設け、さらに、その動翼リング４１の下流であって、動翼リング４１とマグネットＭとの間に、下流リング４３を設けている。下流リング４３は、動翼リング４１の下端に一体に設けられている。あるいは、動翼リング４１を、動翼１５よりも下流の筒体１３内部に延出させて、下流リング４３を構成してもよい。動翼１５、動翼リング４１、下流リング４３およびマグネットＭは、一体となって回転する。
【００５３】
本実施形態では、動翼リング４１、下流リング４３およびマグネットＭの径外方側に、軸方向に長い流路が形成され、その流路の流路抵抗がより高まり、動翼１５の径内方側を流れる流量がより多くなる。これにより、動翼１５の回転力が高まり、発電能力がより高まる。
【００５４】
また、下流リング４３と、マグネットＭとを、筒体１３の軸方向に、例えば接着材等を用いて隙間なく密着すれば、軸方向に、より長い流路が径方向への隙間なく形成されるため、動翼１５の径外方側の流路抵抗がさらに高まる。これにより、動翼１５の径内方側を流れる流量がより多くなり、動翼１５の回転力が高まり、発電能力がより高まる。
【００５５】
［第８の実施形態］
図１２は、本発明の第８の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【００５６】
本実施形態では、動翼１５をマグネットＭの下流側に設けている。その動翼１５の周面を囲むように翼部１９には、動翼リング４１が設けられている。さらに、動翼リング４１の下流側に、動翼リング４１に一体に下流リング４３を設けている。動翼１５、動翼リング４１、下流リング４３およびマグネットＭは、一体となって回転する。
【００５７】
［第９の実施形態］
図１３は、本発明の第９の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【００５８】
本実施形態では、動翼１５をマグネットＭの上流側に設け、その動翼１５の周面を囲むように翼部１９には、動翼リング４１が設けられている。また、動翼リング４１の上流側に、動翼リング４１に一体に上流リング４２を設けている。さらに、動翼リング４１の下流側に、動翼リング４１に一体に下流リング４３を設けている。動翼１５、動翼リング４１、上流リング４２、下流リング４３およびマグネットＭは、一体となって回転する。
【００５９】
本実施形態では、上流リング４２、動翼リング４１、下流リング４３およびマグネットＭの径外方側に、軸方向に長い流路が形成され、その流路の流路抵抗がより高まり、動翼１５の径内方側を流れる流量がより多くなる。これにより、動翼１５の回転力が高まり、発電能力がより高まる。
【００６０】
なお、図１３に表される、動翼１５、動翼リング４１、上流リング４２および下流リング４３を、マグネットＭの下流側に配置してもよい。
【００６１】
前述した各実施形態において、コイル配線部１６ａに生ずる起電圧Ｖ（＝−Ｎ（ｄφ／ｄｔ））は、コイル配線部１６ａの巻き数Ｎと磁束の変化率（ｄφ／ｄｔ）に比例する。ここで、コイル周囲に発生する磁束φの大きさは、対面したマグネットの形状及び保磁力によって変わってくる。  
したがって、マグネットＭの形状や保磁力により、磁束φが比較的小さい部位は、コイル配線部１６ａの巻き数Ｎを多くすることで、必要な発電量を確保できる。また、磁束φが比較的大きい部位は、コイル配線部１６ａの巻き数Ｎを小さくし、内部抵抗を少なくすることで、必要な発電量を確保できる。このように、磁束φにマッチングするように、マグネットＭに対向するコイル配線部１６ａの線径や巻き数（内部抵抗）を調整することで、発電効率を高めることができる。
【００６２】
また、動翼リング４１、上流リング４２、下流リング４３の軸方向長さを、動翼１５の出力トルクにマッチングするように設計段階で調整することも、発電効率の向上につながる。
【００６３】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００６４】
本発明の水栓用発電機が用いられる水栓装置としては、例えば、キッチン用水栓装置、リビングダイニング用水栓装置、シャワー用水栓装置、トイレ用水栓装置、洗面所用水栓装置などが挙げられる。また、人体検知センサを用いた自動水栓装置に限らず、例えば、手動スイッチのオン／オフによるワンタッチ水栓装置、流量をカウントして止水する定量吐水水栓装置、設定時間を経過すると止水するタイマー水栓装置などにも適用できる。また、発電された電力を、例えば、吐水のライトアップ、電解機能水の吐水、流量表示（計量）、温度表示、音声ガイドなどに用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】同実施形態において、ヨークおよびこの内部に収容されたコイルを表す斜視図である。
【図４】図３に表されるコイルおよびヨークの分解斜視図である。
【図５】同実施形態において、マグネットと、ヨークの極歯との配置関係を表す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【図９】本発明の第５の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【図１０】本発明の第６の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【図１１】本発明の第７の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【図１２】本発明の第８の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【図１３】本発明の第９の実施形態に係る水栓用発電機の模式断面図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る発電機付自動水栓装置の設置態様を例示する模式図である。
【図１５】同自動水栓装置の要部の模式図である。
【図１６】本発明の実施形態に係る発電機付自動水栓装置において、給水の流れ（実線の矢印）と、電気の流れ（点線の矢印）とを表す模式図である。
【図１７】比較例に係る水栓用発電機の内部を表す模式図である。
【符号の説明】
【００６６】
３…吐水金具、５…流入口、６…吐水口、７…センサ、８…電磁弁、１１…発電機、１２…カバー、１３…筒体、１５…動翼、１６…コイル、１６ａ…コイル配線部、１９…翼部、２５，２６…ヨーク、２５ｃ，２６ｂ…極歯、４１…動翼リング、４２…上流リング、４３…下流リング、Ｍ…マグネット
【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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