(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
給水流路に対して略平行な回転中心を有し、前記回転中心のまわりに回転可能に前記給水流路に設けられた動翼と、
前記動翼のまわりを囲んで設けられ、前記動翼と一体に回転可能とされたマグネットと、
前記マグネットの回転により起電力を発生するコイルと、
前記マグネットの軸方向端面に対向して設けられ、略円環状を呈し、前記コイルの内周面および外周面を囲むようにして配置された磁性体からなるヨークと、前記ヨークの一端であって、前記コイルの軸方向に延出した磁性体からなるインダクタと、を有するステータと、
給水流路に対して略平行な中心軸を軸方向に支持する軸支持部と、
を備え、
前記コイルは、前記ステータ内に設けられ、
前記マグネットは、外周面に着磁がされており、
前記インダクタは、前記マグネットの前記外周面と対向するように設けられ、前記インダクタの一部分が前記マグネットの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置していること、を特徴とする水栓用発電機。
【請求項２】
前記コイルは、前記マグネットの上流側の軸方向端面と対向して設けられていること、を特徴とする請求項１記載の水栓用発電機。
【請求項３】
前記インダクタの先端は、前記マグネットの下流側の軸方向端面よりも上流側に位置していること、を特徴とする請求項２記載の水栓用発電機。
【請求項４】
前記インダクタの先端は、前記マグネットの下流側の軸方向端面と軸方向にみて同じ位置にあること、を特徴とする請求項２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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、蛇口の下に差し出された手をセンサで感知し、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、前述のセンサなどの回路の電力を補う装置も知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
このような水栓装置には、小型化が容易な軸流式発電機が用いられている。そして、軸流式発電機には、マグネットの径方向の外側にインダクタを介してコイルを配設した「ラジアル配置」の発電機（例えば、特許文献１の図４を参照）と、マグネットの軸方向端面と対向させるようにしてインダクタを介してコイルを配設した「アキシャル配置」の発電機（例えば、特許文献１の図５を参照）とがあるが、径方向の寸法が小さい発電機を必要とするような用途においては、「ラジアル配置」の発電機よりも「アキシャル配置」の発電機を用いる方が好ましい。
【０００４】
このような軸流式発電機においては、水流により、回転体（動翼部分）が下流方向に付勢力を受ける。また、回転体には、マグネットとインダクタとの間に作用する磁気吸引力によって、固定部材であるインダクタ側に引き寄せられる力が作用する。
【０００５】
ここで、特許文献１の図５に開示をされているような「アキシャル配置」の軸流式発電機においては、インダクタをマグネットに対して下流側に配設させるようにしている。そのため、水流による付勢力と、磁気吸引力によってインダクタ側に引き寄せられる力とが同じ方向（下流方向）に作用することになる。その結果、回転体が下流側の軸受に対して強く押し付けられるので、回転体の回転性能が低下したり、回転体と軸受との摺動部分における摩耗が助長されて耐久性が低下したりするおそれがある。
【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】
【０００６】
本発明は、回転体を支持する部分に作用する力を抑制することができる水栓用発電機を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様によれば、給水流路に対して略平行な回転中心を有し、前記回転中心のまわりに回転可能に前記給水流路に設けられた動翼と、前記動翼のまわりを囲んで設けられ、前記動翼と一体に回転可能とされたマグネットと、前記マグネットの回転により起電力を発生するコイルと、前記マグネットの軸方向端面に対向して設けられ、略円環状を呈し、前記コイルの内周面および外周面を囲むようにして配置された磁性体からなるヨークと、前記ヨークの一端であって、前記コイルの軸方向に延出した磁性体からなるインダクタと、を有するステータと、給水流路に対して略平行な中心軸を軸方向に支持する軸支持部と、を備え、前記コイルは、前記ステータ内に設けられ、前記マグネットは、外周面に着磁がされており、前記インダクタは、前記マグネットの前記外周面と対向するように設けられ、前記インダクタの一部分が前記マグネットの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置していること、を特徴とする水栓用発電機が提供される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、回転体を支持する部分に作用する力を抑制することができる水栓用発電機が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明をする。      
尚、各図面中、同一の構成要素には同一の符号を付している。
【００１０】
図１は、本発明の実施の形態に係る発電機１を説明するための模式断面図である。    
図４は、発電機１における予旋回静翼１４、動翼１５、軸受１７を説明するための模式斜視図である。尚、図４（ａ）は、動翼リング１５ａを備えていない場合、図４（ｂ）は、動翼リング１５ａを備えている場合を例示するものである。  
図１に示すように、発電機１には、主として、筒体１３、予旋回静翼１４、動翼１５、マグネットＭ、ステータ９が備えられ、これらは、ケース１２（図３を参照）の中に収容されている。尚、予旋回静翼１４の上方に描かれた矢印は、流水の方向を示している。  
ここで、発電機１の説明をする前に、発電機１を備えた自動水栓装置３の説明をする。
【００１１】
図２は、本発明の実施の形態に係る発電機を備えた自動水栓装置（以下、単に自動水栓装置とも称する）の取付例を表す模式図である。  
図３は、本発明の実施の形態に係る発電機を備えた自動水栓装置の模式断面図である。  尚、図中の矢印は、流水の方向を示している。
【００１２】
自動水栓装置３は、例えば、洗面台２などに取り付けられる。自動水栓装置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。自動水栓装置３は、円筒状の本体３ａと、この本体３ａの上部に設けられ、本体３ａの径外方向に延出する吐水部３ｂとを有している。吐水部３ｂの先端には、吐水口６が形成され、さらにこの吐水口６の近傍にはセンサ７が内蔵されている。  
自動水栓装置３の内部には、流入口５から流入し、配管４内を流れてきた給水を、吐水口６へと導く給水流路１０が形成されている。本体３ａの内部には、その給水流路１０を開閉するための電磁弁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ための定流量弁５５が内蔵されている。また、水道等の元圧が使用圧よりも高すぎる場合に減圧を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。尚、定流量弁５５、減圧弁、調圧弁は、必要に応じて適宜設けるようにすればよい。
【００１３】
定流量弁５５より下流の吐水部３ｂの内部には、発電機１が備えられている。本体３ａの内部には、発電機１で発電された電力を充電しておく充電器５６、センサ７の駆動や電磁弁８の開閉などを制御する制御部５７が設けられている。発電機１は、電磁弁８及び定流量弁５５よりも下流側に配設されているため、水道の元圧（一次圧）が、発電機１に直接作用することはない。そのため、発電機１は、それほど高い耐圧性を要求されず、このような配置は、信頼性やコストの点で有利である。
【００１４】
また、充電器５６と制御部５７とは、図示しない配線を介して接続されている。そして、充電器５６及び制御部５７は、本体３ａの上部であって、給水流路１０の最も上方の位置よりもさらに上方の位置に配置されている。そのため、 給水流路１０を形成する流路管の外面に結露した水滴が、落下または流路管を伝って流れ落ちても、制御部５７が浸水することを防ぐことができ、制御部５７の故障を防止することができる。同様に、充電器５６も給水流路１０の上方に設けられているため、充電器５６が浸水することを防ぐことができ、充電器５６の故障を防止することができる。
【００１５】
発電機１に設けられたコイル５０（図６参照）と制御部５７とは、図示しない配線を介して接続され、コイル５０の出力が制御部５７を介して充電器５６に送られるようになっている。
なお、水栓用発電機１は、水栓装置３の水栓金具（本体３ａ及び吐水部３ｂ）の内部に
設けられることに限らない。例えば、水栓装置３の水栓金具と、これよりも上流側に設け
られた止水栓（元栓）１０５（図２参照）との間を接続する配管（流路）４に設けてもよ
い。
【００１６】
自動水栓装置３は、生活空間において好適に使用される。使用目的としては、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を挙げることができる。また、本実施の形態に係る発電機１は、人体感知センサを用いた自動水栓装置３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させることができる。また、発電された電力を、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ることもできる。  
また、自動水栓装置３において、吐出流量は、例えば、毎分１００リットル以下、望ましくは毎分３０リットル以下に設定されている。特に、洗面所用水栓においては、毎分５リットル以下に設定されていることが望ましい。また、トイレ用水栓のような吐出流量が比較的多い場合には、給水管から、発電機１に流れる水流を分岐させて、発電機１を流れる流量を毎分３０リットル以下に調整することが望ましい。これは、給水管からのすべての水流を発電機１に流すと、動翼１５の回転数が大きくなりすぎ、騒音や軸摩耗の増大が懸念され、また、回転数が増大しても適正回転数以下でなければ、渦電流やコイル熱によるエネルギー損失が生じるため、結果として発電量は増大しないからである。尚、水栓装置が取り付けられる水道管の給水圧としては、例えば、日本においては５０ｋＰａ（キロパスカル）程度の低水圧である場合もあり得る。
【００１７】
次に、図１、図４に戻って、発電機１について説明する。  
筒体１３は、第１の小径部１３ａ、大径部１３ｂ、第２の小径部１３ｃとからなる段付き形状を呈し、その内部が給水流路に連通した状態で、図２、図３に図示される吐水部３ｂに配設される。この際、筒体１３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、筒体１３は、第１の小径部１３ａを上流側に、第２の小径部１３ｃを下流側に向けて配設される。
【００１８】
筒体１３の内部には、上流側から順に、予旋回静翼１４、動翼１５、軸受１７が設けられている。予旋回静翼１４は第１の小径部１３ａの内部に設けられ、動翼１５は大径部１３ｂの内部に設けられている。また、軸受１７は第２の小径部１３ｃの内部に設けられている。
【００１９】
予旋回静翼１４は、円柱体の一方の端面（上流側に位置する面）に、円錐体を一体的に設けた形状を呈している。予旋回静翼１４の周面には、径外方向に突出した複数の突起状の静翼羽根部１８が設けられている。静翼羽根部１８は、予旋回静翼１４の軸中心に対して右方向にねじれつつ、上流側から下流側に向けて傾斜している。周方向に見て隣り合う静翼羽根部１８間の空間は、静翼流路７１として機能する。予旋回静翼１４は、筒体１３に対して固定され、回転はしない。
【００２０】
予旋回静翼１４の下流側には、動翼１５が設けられている。動翼１５は、円柱状を呈し、その周面には径外方向に突出した複数の突起状の動翼羽根部１９が設けられている。動翼羽根部１９は、静翼羽根部１８とは逆に、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。周方向に見て隣り合う動翼羽根部１９間の空間は、動翼流路７２として機能する。
【００２１】
軸受１７は、中心部に設けられた円柱状の軸支持部２２と、軸支持部２２の径外方向に突出するようにして設けられた複数の連結部材２３とを備えている。また、連結部材２３は放射状に設けられ、各連結部材２３の間は、閉塞されておらず貫通しているため、筒体１３内部の給水の流れが妨げられることはない。連結部材２３の径外方向側の側端面は、第２の小径部１３ｃの内周面に固定されている。
軸受１７の軸支持部２２には、動翼１５の軸中心に固定された中心軸２４が回転可能に支持されている。また、中心軸２４の他方の先端部は、動翼１５から上流側に向けて突出し、予旋回静翼１４に嵌め込まれるようにして支持されている。中心軸２４の先端部と予旋回静翼１４とは、互いに固定されておらず、予旋回静翼１４に対して中心軸２４は回転可能となっている。尚、中心軸２４の両端部をそれぞれ軸支持部２２と予旋回静翼１４とに固定し、その中心軸２４に対して回転可能に動翼１５を嵌め込む構成としてもよい。
すなわち、給水流路に対して略平行な回転中心を有し、回転中心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を有する動翼１５とすればよい。
【００２２】
筒体１３の大径部１３ｂの内部には、動翼流路７２を囲むようにして、動翼羽根部１９の外周部に固定された円環状のマグネットＭが収容されている。また、筒体１３の第２の小径部１３ｃの外側には、マグネットＭの下流側の軸方向端面に対向させるようにして後述するステータ９内に備えられたコイル５０が設けられている。
【００２３】
図４（ａ）において、２点鎖線で表されたマグネットＭの内周面は、動翼羽根部１９の径外方向側の側端面に固定されている。    
また、図４（ｂ）において、１点鎖線で表された動翼リング１５ａの内周面は、動翼羽根部１９の径外方向側の側端面に固定されており、動翼リング１５ａの外周面には２点鎖線で表されたマグネットＭの内周面が固定されている。動翼リング１５ａは必ずしも必要ではないが、設けられていた方がより強固に動翼１５とマグネットＭとを一体化させることができる。
【００２４】
そして、旋回流が形成されることで外側に向けて拡散しようとする水流を、動翼リング１５ａの内周面、または、動翼リング１５ａが設けられていない場合にはマグネットＭの内周面により案内することができるので、無駄になる水力エネルギーを減らすことができ、エネルギーの変換を効率よく行わせることができる。
【００２５】
本実施の形態においては、ステータ９を、マグネットＭの軸方向端面に対向配置させる構造（「アキシャル配置」）のため、ステータ９をマグネットＭの径外方向に対向配置させる場合（「ラジアル配置」）に比べて、径方向寸法を小さくすることができる。また、動翼１５の径外方向にステータ９を配置しない分、動翼１５の径方向寸法の拡大が図れ、発電量を増加させることができる。
【００２６】
また、筒体１３を樹脂などのような電気伝導度の低い材料で形成させるものとすれば、金属で形成した場合に比べて渦電流損を低減させることができるので、発電量をさらに増加させることができる。この場合、磁束が通過する大径部１３ｂのみを樹脂などのような電気伝導度の低い材料で形成させるようにしてもよい。
【００２７】
次に、マグネットＭとステータ９について説明をする。  
図５は、マグネットＭを説明するための模式斜視図である。  
図６は、ステータ９を説明するための模式斜視図である。  
図５に示すように、マグネットＭの径外方向の端面（外周面）には、周方向に沿ってＮ極とＳ極とが交互に着磁されている。
【００２８】
図６に示すように、ステータ９は、いずれも軟磁性体（例えば、圧延鋼）からなる第１ヨーク３１、第２ヨーク３２およびこれらに連接するヨーク３１ｂ、インダクタ３１ａ、３２ａと、これら第１ヨーク３１、第２ヨーク３２、ヨーク３１ｂ、インダクタ３１ａ、３２ａで囲まれた空間内に配置されるコイル５０とを有する。
【００２９】
円環状に巻回されたコイル５０は、その内周面部、外周面部および軸方向の両端面部が、第１ヨーク３１、第２ヨーク３２、ヨーク第３ヨーク３３によって囲まれている。
【００３０】
第１ヨーク３１は、略円環状を呈し、コイル５０の内周面部を囲むようにして配置され、その軸方向の一端部には、径外方向に向けて、複数のヨーク３１ｂが一体的に設けられている。第１ヨーク３１において、コイル５０の内周面部に対向する部分と、ヨーク３１ｂとは、略直角となっている。ヨーク３１ｂは、コイル５０の周方向に沿って等間隔で配置されている。ヨーク３１ｂの一端は、さらにコイル５０の軸方向に延出してインダクタ３１ａを形成している。
【００３１】
第２ヨーク３２は、略円環状を呈し、コイル５０の外周面部を囲むようにして配置され、その軸方向の一端部には、複数のインダクタ３２ａが軸方向に向けて一体的に設けられている。インダクタ３２ａは、コイル５０の周方向に沿って等間隔で配置されるとともに、第１ヨーク３１の各インダクタ３１ａの間に配置されるようになっている。すなわち、第１ヨーク３１のインダクタ３１ａと、第２ヨーク３２のインダクタ３２ａとが、コイル５０の周方向に沿って、交互に、且つ互いに離間して並んでいる。また、インダクタ３１ａ、３２ａは、コイル５０の外周面部を囲むようにして配置された部分（第２ヨーク３２）の直上に設けられ、コイル５０の中心から各インダクタ３１ａ、３２ａまでの距離は略同一となっている。
【００３２】
インダクタ３１ａ、３２ａは、軸方向に延出するようにして設けられ、その内周面（コイル５０の中心方向に位置する側の面）が、マグネットＭの外周面（径外方向の面）と対向するようになっている。また、ヨーク３１ｂは、コイル５０の一方の端面部と対向している。コイル５０の一方の端面部は、ヨーク３１ｂ及び筒体１３のフランジ部１３ｄを間に挟んで、マグネットＭの軸方向端面と対向している。
【００３３】
第３ヨーク３３は、リングプレート状を呈し、コイル５０の他方の端面部と対向して設けられる。また、第３ヨーク３３の外周側の一部が切り欠かれて、図示しないコイル配線の取り出し部が形成されている。
【００３４】
第３ヨーク３３は、第１ヨーク３１及び第２ヨーク３２におけるそれぞれのインダクタ３２ａ、ヨーク３１ｂが設けられた端部と反対側の端部に結合されている。第１ヨーク３１〜第３ヨーク３３によって囲まれた空間内に、コイル５０が収容され、コイル５０からの配線は、第３ヨーク３３の外周側に形成された図示しないコイル配線の取り出し部から外部に引き出されるようになっている。このように、コイル５０の配線は、第３ヨーク３３の外周側に形成された図示しないコイル配線の取り出し部を介して、外周側から外部に取り出されるので、内周側から取り出す場合に比べて、制御部５７までの配線の取りまわしが容易となる。
【００３５】
また、第３ヨーク３３には、例えば、凹状の位置決め部が設けられており、この位置決め部を、第１ヨーク３１及び第２ヨーク３２のそれぞれに形成された凸状の切り欠き部に係合させることで、第１ヨーク３１及び第２ヨーク３２は、それぞれ周方向の所定の位置に位置決めされる。これにより、インダクタ３１ａ、３２ａ間のピッチ精度を向上させることができる。尚、第３ヨーク３３に凸状の位置決め部を、第１ヨーク３１及び第２ヨーク３２のそれぞれに凹状の位置決め部を設けるようにすることもできる。
【００３６】
また、第２ヨーク３２には切り欠き部３９ａが、第１ヨーク３１には切り欠き部３９ｂが設けられている。このように、各ヨーク３２、３１において、コイルの周面部を囲むようにして設けられた部分に、インダクタ３１ａ、３２ａが設けられた一端側から隣接するインダクタの間を切り欠いた切り欠き部３９ａ、３９ｂを間欠的に設けることで、各ヨーク３２、３１を周方向に磁気的に絶縁するようにしている。そして、各ヨーク３２、３１の周面に沿って形成される磁路のうち、発電に必要のない部分を削り取ることで、鉄損を抑制することができ発電量を増加させることができる。
【００３７】
ここで、発電機１の径方向（軸方向に直角な方向）の寸法を小さくしようとすれば、マグネットＭの径方向の寸法も小さくしなければならない。しかしその場合でも、マグネットＭの軸方向の寸法は小さくする必要がなく、また、場合によっては大きくすることもできる。
【００３８】
本実施の形態においては、インダクタ３１ａ、３２ａをマグネットＭの外周面に対向させるように設けている。そのため、マグネットＭの外周面からの磁束をインダクタ３１ａ、３２ａを介してコイル５０に導くことができ、径方向（軸方向に直角な方向）寸法を小さくした場合でも、その影響を少なくすることができ、所定の発電量を確保することができる。
【００３９】
このように、発電量を確保したまま発電機１の径方向寸法の小型化を図ることができれば、例えば、発電機１が配設される自動水栓装置３の寸法をも小さくすることができる。その結果、自動水栓装置３の設置性、操作性などを向上させることができ、また、自動水栓装置３の外観デザインの採用に関する許容性をも向上させることができる。例えば、従来よりも細身の現代的なデザインを採用することができるようにもなる。
【００４０】
また、マグネットＭの外周面からの磁束をインダクタ３１ａ、３２ａで受けるようにしているため、マグネットＭとインダクタ３１ａ、３２ａとの間に作用する磁気吸引力はマグネットＭの径方向に作用する。そのため、動翼部分においてその軸方向に作用する力は、主には水流による付勢力となる。その結果、動翼１５の軸中心に固定された中心軸２４を軸支持部２２に押しつける力を軽減させることができるので、摺動部分における摩耗を抑制することができる。
【００４１】
本発明者は検討の結果、インダクタ３１ａ、３２ａの一部がマグネットＭの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置しているようにすれば、その部分とマグネットＭとの間にも磁気吸引力が作用するので、マグネットＭを上流側に引っ張ることができ、中心軸２４を軸支持部２２に押しつける力をさらに軽減させることができるとの知見を得た。  
この場合、例えば、図１に示すように、マグネットＭの上流側端面よりも上流側にインダクタ３１ａ、３２ａの先端が位置するように突出させることができる。
【００４２】
図７は、マグネットの軸方向に作用する力を説明するためのグラフ図である。      
図７の横軸は、マグネットＭの上流側端面からのインダクタ先端の突出量Ｌ（図１を参照）を表し、縦軸はマグネットＭの軸方向に作用する力（マグネットＭが下流方向に引っ張られる力）を表している。
【００４３】
図７に示すように、マグネットＭの上流側端面とインダクタ先端の位置が同じである場合（Ｌ＝０ｍｍ）には９ｍＮ（ミリニュートン）程度の力が作用する。そして、インダクタの突出量を１ｍｍ（ミリメートル）とすれば作用する力は半分程度となり、突出量を３ｍｍ（ミリメートル）とすれば作用する力は１／３程度となる。すなわち、インダクタの突出量を１ｍｍ（ミリメートル）とすれば３．５ｍＮ（ミリニュートン）程度の力を軽減させることができ、突出量を３ｍｍ（ミリメートル）とすれば５．５ｍＮ（ミリニュートン）程度の力を軽減させることができる。
【００４４】
ここで、前述の水栓装置に備えられるような小型の発電機においては、動翼とマグネットの合計重量は３．５ｇＷ（グラム重）（３４．３ｍＮ（ミリニュートン））程度である。
【００４５】
本実施の形態によれば、マグネットＭの上流側端面よりインダクタ先端を僅かに突出させることで、動翼とマグネットの合計重量により軸受け部分が受ける力と比べて、１割から２割程度の力を軽減させることができることになる。
【００４６】
以上は、マグネットＭの下流側端面に対向させてステータ９を配設させた場合であるが、ステータ９は、マグネットＭの上流側端面に対向させて配設させるようにすることもできる。
【００４７】
図８は、マグネットの上流側端面に対向させてステータを配設させる場合を説明するための模式断面図である。        
尚、図１で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。  
図８に示すように、本実施の形態においては、マグネットＭの上流側端面に対向させて前述したステータ９内に備えられたコイル５０を配設させている。    
そして、本実施の形態においても、インダクタ３１ａ、３２ａの一部がマグネットＭの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置するようになっている。
【００４８】
すなわち、ステータ９の下流側端面とマグネットＭの上流側端面との間にあるインダクタ３１ａ、３２ａの部分が、マグネットＭの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置する部分となる。そして、この場合においては、図中のＬ１がインダクタの突出量Ｌ１となる。
【００４９】
本実施の形態においても、この部分とマグネットＭとの間に磁気吸引力が作用するので、マグネットＭを上流側に引っ張ることができ、中心軸２４を軸支持部２２に押しつける力を軽減させることができる。  
【００５０】
尚、マグネットＭの下流側端面より下流側にインダクタ３１ａ、３２ａの先端が位置するように突出させれば、マグネットＭを下流側に引っ張る力が作用する。そのため、マグネットＭの下流側端面より下流側にインダクタ３１ａ、３２ａの先端が位置しないようにすることが好ましい。すなわち、インダクタ３１ａ、３２ａの先端が、マグネットＭの下流側の軸方向端面よりも上流側に位置しているようにするか、あるいは、インダクタ３１ａ、３２ａの先端が、マグネットＭの下流側の軸方向端面と軸方向にみて同じ位置にあるようにすればよい。
【００５１】
以上は、マグネットＭの上流側端面または下流側端面に対向させてステータ９を配設させた場合であるが、マグネットＭの上流側及び下流側の両端面にそれぞれ対向させるようにして１対のステータ９を配設させるようにすることもできる。
【００５２】
図９は、本発明の他の実施の形態に係る発電機を説明するための模式断面図である。    尚、図１で説明をしたものと同様の部分には同じ符号を付し、その説明は省略する。
【００５３】
図９に示すように、発電機１ｂに備えられた動翼１５ａは、中心軸２４に挿通するようにして設けられ、中心軸２４のまわりを回転可能とされている。中心軸２４は、その端部を予旋回静翼１４、軸支持部２２に支持、固定されている。また、マグネットＭの上流側端面よりも上流側にインダクタ３１ａ、３２ａの先端が位置するように突出させている。
【００５４】
本実施の形態においても、この部分とマグネットＭとの間に磁気吸引力が作用するので、マグネットＭを上流側に引っ張ることができ、動翼１５ａを軸支持部２２に押しつける力を軽減させることができる。
【００５５】
次に、本発明の実施の形態に係る水栓用発電機及び自動水栓装置の作用について説明をする。  
使用者が、図２、図３に表した吐水口６の下に手をかざすと、これをセンサ７が感知して、制御部５７により電磁弁８が開かれる。これにより、発電機１の筒体１３の内部に流水が供給され、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、これをセンサ７が感知して、制御部５７により電磁弁８が閉じられ、自動的に水が止まる。
【００５６】
筒体１３内に流れ込んだ流水は、予旋回静翼１４の円錐体表面を流れて径外方向に拡散され、図１に図示される実施の形態においては、軸中心に対して右方向に旋回するような旋回流となって、静翼羽根部１８間の静翼流路７１を流れる。
【００５７】
静翼流路７１を流れた旋回流は、動翼流路７２に流入し、動翼羽根部１９の上側の傾斜面に衝突する。本実施の形態では、動翼流路７２に流入する旋回流は、軸中心に対して右方向に旋回した流れなので、動翼羽根部１９に対して右方向の力が作用し、動翼１５は右回りに回転する。そして、マグネットＭの内周面より内側の動翼流路７２を流れた流水は、軸受１７の内側を通過して、筒体１３内部を抜け、吐水口６へと至る。
【００５８】
動翼１５が回転すると、これに固定されたマグネットＭも回転する。マグネットＭの径外方向の端面（外周面）は、図５に表すように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Ｍが回転すると、マグネットＭの径外方向の端面（外周面）に対向しているインダクタ３１ａ、３２ａ及びこれらに連接する第１、第２ヨーク３１、３２の極性が変化していく。これにより、コイル５０に対する鎖交磁束の向きが変化し、コイル５０に起電力が生じ、発電が行われる。発電した電力は、充電器５６に充電された後、例えば、電磁弁８、センサ７、制御部５７の駆動などに使用される。
【００５９】
以上、本発明の実施の形態について説明をした。しかし、本発明はこれらの記述に限定されるものではない。  
前述の実施の形態に関して、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。  
例えば、発電機１、発電機１ａ、自動水栓装置３などが備える各要素の形状、寸法、材質、個数、配置などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。  
また、前述した各実施の形態が備える各要素は、可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施の形態に係る発電機を説明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発電機を備えた自動水栓装置の取付例を表す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る発電機を備えた自動水栓装置の模式断面図である。
【図４】発電機における予旋回静翼、動翼、軸受を説明するための模式斜視図である。
【図５】マグネットを説明するための模式斜視図である。
【図６】ステータを説明するための模式斜視図である。
【図７】マグネットの軸方向に作用する力を説明するためのグラフ図である。
【図８】マグネットの上流側端面に対向させてステータを配設させる場合を説明するための模式断面図である。
【図９】本発明の他の実施の形態に係る発電機を説明するための模式断面図である。
【符号の説明】
【００６１】
１  発電機、１ａ  発電機、３  自動水栓装置、９  ステータ、３１  第１ヨーク、３１ａ  インダクタ、３１ｂ  ヨーク、３２  第２ヨーク、３２ａ  インダクタ、３３  第３ヨーク、５０  コイル、Ｌ  突出量、Ｌ１  突出量、Ｍ  マグネット
【要約】
【課題】本発明は、回転体を支持する部分に作用する力を抑制することができる水栓用発電機を提供する。
【解決手段】給水流路に対して略平行な回転中心を有し、前記回転中心のまわりに回転可能に前記給水流路に設けられた動翼と、前記動翼のまわりを囲んで設けられ、前記動翼と一体に回転可能とされたマグネットと、前記マグネットの軸方向端面に対向して設けられ、ヨークと、インダクタと、を有するステータと、前記ステータ内に設けられ、前記マグネットの回転により起電力を発生するコイルと、給水流路に対して略平行な中心軸を軸方向に支持する軸支持部と、を備え、前記マグネットは、外周面に着磁がされており、前記インダクタは、前記マグネットの前記外周面と対向するように設けられ、前記インダクタの一部分が前記マグネットの上流側の軸方向端面よりも上流側に位置していること、を特徴とする水栓用発電機が提供される。
【選択図】図１【図１】
0004129804.tif 000002
【図２】
0004129804.tif 000003
【図３】
0004129804.tif 000004
【図４】
0004129804.tif 000005
【図５】
0004129804.tif 000006
【図６】
0004129804.tif 000007
【図７】
0004129804.tif 000008
【図８】
0004129804.tif 000009
【図９】
0004129804.tif 000010