水龙头用发电机的制作方法

专利名称：水龙头用发电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用给水的流动来进行发电的水龙头用发电机。
技术背景
以往，公知有在用传感器感应伸到水龙头下方的手时，从水龙头自动吐水的自动 水龙头装置。另外，也公知有在这种自动水龙头装置的流路上配设小型发电机，对该发电机 得到的电力进行蓄电，以补充上述传感器等的电路的电力的装置(例如，参照专利文献1)。
在这样的水龙头装置中使用容易实现小型化的轴流式发电机。而且，在这种轴流 式发电机中有在磁铁的径向的外侧通过电感器来配设线圈的“径向配置”的发电机(例 如，参照专利文献1的图4)；及以相对于磁铁的与给水流路相对的端面的形式通过电感器 来配设线圈的“轴向配置”的发电机(例如，参照专利文献1的图5)。“径向配置”的发电 机由于在磁铁与电感器之间在径向上进行磁通传递，因此具有电磁力在径向上起作用的特 征。另一方面，“轴向配置”的发电机由于在磁铁与电感器之间在轴向上进行磁通传递，因此 具有电磁力在轴向上起作用的特征。
如在要求发电机的径向尺寸小的用途中，与“径向配置”的发电机相比，优选使用 如专利文献1的图5所公开的“轴向配置”的发电机。但是，在这种“轴向配置”的轴流式 发电机中，由于水流作用的方向与电磁力的作用方向一致，因此产生如下问题。
首先，由于水流作用的方向与电磁力的作用方向一致，因此旋转体(动叶部分)在 单方向上承受较强的作用力，旋转的滑动面容易磨损。由此，磁铁与电感器的距离在使用开 始后的很短的期间内就发生变化，在两者之间起作用的电磁力或由两者进行传递的磁通量 发生变化。其结果，随着时间的延长发电量发生变动。
而且，由于旋转的滑动面容易磨损，因此在磁铁与电感器之间形成的筐体内的流 路也在使用开始后的很短的期间内变窄。由此，在水中流动的垃圾容易堵塞。而且，由于水 流而磁铁即使微小地振动，也容易干涉筐体的内壁面。即，作为水龙头用发电机的可靠性也 低。
专利文献1 日本国特开2004-336982号公报 发明内容
本发明提供一种在使径向尺寸小型化的同时，长期抑制发电量变动，并且长期维 持高可靠性的水龙头用发电机。
根据本发明的一个形态，提供一种水龙头用发电机，其特征为，具备筐体，具有给 水流入口和给水流出口且在内部形成有给水流路；动叶，设在所述给水流路内且具有动叶 片部；磁铁，可以与所述动叶一体旋转；轴承，支承由所述动叶及所述磁铁因水流而承受的 力；线圈，通过所述磁铁的旋转产生电动势；及轭铁，具有设置成围住所述线圈的基部和设 置成从所述基部延伸出且相互离开的多个电感器，所述线圈被设置在与所述磁铁相比更靠 近所述给水流路的下游侧，并且与所述磁铁相对，所述磁铁的与垂直于旋转中心轴的平面相交的外周面被磁化，与所述线圈相对的端面不被磁化，所述电感器与所述磁铁的外周面 相对，被设置在所述筐体的外侧。
另外，根据本发明的另一个形态，提供一种水龙头用发电机，其特征为，具备筐 体，具有给水流入口和给水流出口且在内部形成有给水流路；动叶，设在所述给水流路内且 具有动叶片部；磁铁，可以与所述动叶一体旋转；轴承，支承由所述动叶及所述磁铁因水流 而承受的力；线圈，通过所述磁铁的旋转产生电动势；及轭铁，具有设置成围住所述线圈的 基部和设置成从所述基部延伸出且相互离开的多个电感器，所述线圈被设置成与所述磁铁 的所述给水流路的上游侧相对，所述线圈被设置在与所述磁铁相比更靠近所述给水流路的 上游侧，并且与所述磁铁相对，所述磁铁的与垂直于旋转中心轴的平面相交的外周面被磁 化，与所述线圈相对的端面不被磁化，所述电感器与所述磁铁的外周面相对，被设置在所述 筐体的外侧。


图1是用于说明本发明实施方式的发电机的模式剖视图。
图2是表示本发明实施方式的带发电机自动水龙头装置的安装例模式图。
图3是用于说明本发明实施方式的自动水龙头装置的模式剖视图。
图4是用于说明磁铁的模式立体图。
图5是用于说明定子的模式立体图。
图6是表示缺口部的深度和发电量的关系的图表。
图7是表示缺口部的深度和线圈效率的关系的图表。
图8是用于说明其他实施方式的发电机的模式剖视图。
图9是用于说明其他实施方式的发电机的模式剖视图。
图10是用于说明电感器的位置关系的模式剖视图。
图11是用于说明其他实施方式的发电机的模式剖视图。
图12是用于说明其他实施方式的定子的模式立体图。
图13是用于说明上述的弯曲部其他实施方式的模式剖视图。
图14(a)是用于说明其他实施方式的发电机的模式剖视图，(b)是用于详细说明其他实施方式的弯曲部A的模式剖视图。
图15是用于说明磁铁与电感器的直线部分相重叠的长度和发电量、转矩的关系 的图表。
图16是用于说明电感器的尺寸和磁铁的磁畴的关系的模式图。
图17是用于说明电感器的形状和磁铁的磁畴形状的关系的模式图。
图18是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图19是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图20是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图21是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图22是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图23是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图M是用于说明上述的第1轭铁、第2轭铁、第3轭铁的结合部分的模式图。
图25是用于说明本发明另外其他实施方式的发电机的模式剖视图。
图沈是用于说明设置于图25所示的发电机1的盖体214的模式立体图。
图27是图25的A-A线剖视图。
符号说明
1-发电机；2-洗面台；3-自动水龙头装置；3a_本体；3b_吐水部；4_配管；5_流入 口 ；6-吐水口 ；7-传感器；8-电磁阀；9-定子；10-给水流路；12-外壳；13-筐体；13a-小 径部；13b-大径部；14-预旋转静叶；15-动叶；15a-动叶环；15b_环上游端面；15c_环周 面；15d-滑动环；17-轴承；18-静叶片部；19-动叶片部；21-环构件；22-轴支承部；23-连 接构件；24-中心轴；31-轭铁；31a-电感器；31b-基部；31c-定位部；32-轭铁；32a_电感 器；32b-基部；32c-定位部；33-轭铁；33a-内周侧阶梯部；33b_外周侧阶梯部；33c_定 位部；39a-缺口部；39b-缺口部；43-轭铁；43a_突出部；43b_表面部；50-线圈；50d_端 面；51-封固构件；5Ia-阶梯部；52-0形环；53-轭铁；53a-凸部；55-定流量阀；56-充电 器；57-控制部；63-轭铁；63a-凸部；64-轭铁；64a_端部；65-轭铁；70-空间；71-静叶流 路；72-动叶流路；73-轭铁；73a-凸部；74-轭铁；75-轭铁；83-轭铁；83a_凹部；84-轭 铁；85-轭铁；90-定子；130-筐体；131-轭铁；132-轭铁；132a_铆接部；133-轭铁；M-磁 铁；Mu-磁铁M的上游侧端面；Md-磁铁M的下游侧端面；A-弯曲部；Aa-弯曲尺寸；G-磁 畴；Wl-电感器的尺寸；W2-磁畴G的尺寸；204-障碍物；214-盖体；214a_凸缘部；214b_空 间部；218-喷嘴；310a-电感器；310b_基部；311a-电感器；311b-基部；320a-电感器； 320b-基部；321a-电感器；321b-基部；400-给水流入口 ；500-给水流出口。
具体实施方式
在本发明的实施方式中，由轴承来支承动叶及磁铁因水流而承受的力(以下，由 水流产生的负荷)。该由水流而产生的负荷的施加方向是指“从给水流路的上游侧朝向下 游侧的方向”。“从给水流路的上游侧朝向下游侧的方向”是指“与磁铁的旋转中心轴大致 平行的方向”。与此相对，磁铁与电感器之间进行磁通传递、电磁力作用的方向是“与垂直于 磁铁的旋转中心轴的平面相交的方向”。即，电磁力作用的方向与由水流产生的负荷的施加 方向不一致。因此，在本发明的实施方式中，不像现有的轴向配置那样在由水流产生的负荷 的基础上电磁力也完全作用于轴承，而是形成了旋转的滑动面难以磨损的结构。
并且，对于“与垂直于磁铁的旋转中心轴的平面相交的方向”，虽然最优选以90度 的直角相交，但还优选以45度以上相交。如果以45度相交，则可以将电磁力的作用在“大 致垂直于磁铁的旋转中心轴的方向”与“与磁铁的旋转中心轴大致平行的方向”上进行等 分，可以充分地削减作用于轴承的电磁力，可以得到抑制旋转的滑动面磨损的效果。
在本发明的实施方式中，旋转的滑动面长期难以发生磨损。因此，磁铁与电感器之 间形成的给水流路也可维持一定的距离，也难以发生垃圾堵塞或起因于磁铁振动的干涉， 可以长期维持高可靠性。
而且，通过使电磁力作用的方向不完全与由水流产生的负荷的施加方向一致，即 使旋转的滑动面磨损，也可以抑制磁铁与电感器之间的距离发生变化。其结果，可以长期得 到稳定的发电量。
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。并且，在各图中，对相同的构成要素标注相同的符号。图1是本 发明实施方式的发电机1的模式剖视图。在发电机1中，主要设置有给水流入口 400、给水流出口 500、筐体13、预旋转静叶 14、动叶15、磁铁M、线圈50、封固构件51，这些被收容在外壳12 (参照图3)中。并且，在预 旋转静叶14上方所画的箭头表示流水方向。在此，在说明发电机1之前，先说明具备有发电机1的自动水龙头装置3。图2是表示本发明实施方式的带发电机自动水龙头装置(以下也简称为自动水龙 头装置)的安装例的模式图。图3是本发明实施方式的自动水龙头装置3的模式剖视图。自动水龙头装置3例如安装于洗面台2等上。自动水龙头装置3通过配管4连接 于自来水等的流入口 5。自动水龙头装置3具有圆筒状的本体3a ；及设在该本体3a的上 部且朝向本体3a的径外方向延伸出的吐水部3b。在吐水部3b的顶端形成有吐水口 6，而 且在该吐水部6的附近内置有传感器7。 在自动水龙头装置3的内部形成有给水流路10，其将从流入口 5流入而流过配管 4内的给水导向吐水口 6。在本体3a的内部内置有用于开闭该给水流路10的电磁阀8，而 且在电磁阀8的下游侧内置有用于将吐水量限制成一定量的定流量阀55。另外，当自来水 等的初压与工作压力相比过高时，在比电磁阀8更上游侧内置有用于减压的减压阀或调压 阀(省略图示)。并且，可以根据需要来适当地设置定流量阀55、减压阀、调压阀。在定流量阀55下游的吐水部3b内部设有发电机1。在本体3a的内部设有对用 发电机1发电的电力进行充电的充电器56 ；及用于控制传感器7的驱动和电磁阀8的开闭 等的控制部57。由于发电机1配设在电磁阀8及定流量阀55的下游侧，因此自来水的初压 (进口压力)不直接作用于发电机1。因此，发电机1并不需求太高的耐压性，基于可靠性 和成本的观点，这样的配置是有利的。另外，通过未图示的配线来连接充电器56和控制部57。而且，充电器56及控制 部57配置在本体3a的上部，且配置在比给水流路10最上方的位置更处于上方的位置。因 此，即使在形成给水流路10的流路管的外面产生结露的水滴滴落或经由流路管流落，仍可 以防止控制部57浸水，可以避免控制部57发生故障。同样，由于将充电器56也设在给水 流路10的上方，因此可以防止充电器56浸水，避免充电器56发生故障。通过未图示的配线将设于发电机1的线圈50(参照图5)和控制部57连接，将线 圈50的输出通过控制部57来送到充电器56。本发明的水龙头装置适合使用于生活空间或公共设施等。其使用目的例如可以举 厨房用水龙头装置、客餐厅用水龙头装置、淋浴用水龙头装置、冲厕用水龙头装置、洗面台 用水龙头装置等。另外，并不局限于使用人体感应传感器的自动水龙头装置3，例如也适用 于利用手动开关来进行开/关的触控(one tou ct)水龙头装置、计算流量而进行止水的定 量吐水水龙头装置、经过设定时间后进行止水的定时水龙头装置等。另外，所发电的电力例 如可以应用于照明、碱性离子水或含银离子水等的电解功能水的生成、流量显示(计量)、 温度显示、声音向导等。另外，在本发明的水龙头装置中，吐水流量例如设定为每分钟100升以下，优选设 定为每分钟30升以下。特别是在洗面台用水龙头中，优选设定为每分钟5升以下。另外，在如冲厕用水龙头等的吐水流量较多时，优选从给水管将流向发电机1的水流分流，将流 过发电机1的流量调节为每分钟30升以下。这是由于如果将来自给水管的水流全部都流 向发电机1时，则动叶15的转速变得过大而可能发生噪音和轴磨损增大，另外，虽然转速增 大但不处于适当的转速以下时，则发生涡电流和电流流过线圈而产生的焦耳热所造成的能 量损失，因此无法增大发电量。此外，安装水龙头装置的自来水管的给水压，例如在日本也 可能会有0. 05 (Mpa)左右的低水压的情况。下面，返回图1对发电机1进行说明。筒状形成的筐体13呈由小径部13a与大径部13b构成的阶梯状，是以其内部与给 水流路连通的状态，配设于图2、3所示的吐水部3b。此时配设成筐体13的中心轴向与水流 方向大致平行。另外，将筐体13配设成小径部13a朝向下游侧、大径部13b朝向上游侧。在筐体13的内部，从上游侧按顺序设置有预旋转静叶14、动叶15、轴承17。轴承 17设置于小径部13a的内部，预旋转静叶14及动叶15设置于大径部13b的内部。大径部13b的上游端的开口通过0形环52由封固构件51密封成液密状态。在封 固构件51的内部设置有阶梯孔。而且，其阶梯部51a环状形成，在该阶梯部51a上支承有 预旋转静叶14。预旋转静叶14呈现在圆柱体的一端面(位于上游侧的面)上一体设有圆锥体的 形状。在预旋转静叶14的周面设置有朝向径外方向突出的多个突起状的静叶片部18。静 叶片部18相对于预旋转静叶14的轴中心向右扭转同时从上游侧朝向下游侧倾斜。从周向 观察，相邻的静叶片部18间的空间作为静叶流路71发挥功能。预旋转静叶14固定于筒体 13，不旋转。在预旋转静叶14的下游侧设有动叶15。动叶15呈圆柱状，在其周面设有朝向径 外方向突出的多个突起状的动叶片部19。动叶片部19与静叶片部18相反，相对于轴中心 向左扭转同时从上游侧朝向下游侧倾斜。从周向观察，相邻的动叶片部19间的空间作为动 叶流路72发挥功能。以从轴承17朝向上游侧突出的方式设有中心轴(旋转中心轴)24。中心轴24与 轴承17形成一体化。设置动叶15使其插通中心轴24，可以围绕中心轴24旋转。此时，当 在轴承17上设置用滑动性好的材料做成的滑动环15d时，动叶15顺畅地旋转，可以防止流 体能量浪费。并且，也可以将动叶15与中心轴24形成一体化，通过预旋转静叶14与轴承 17来支承中心轴24的两端部，使与中心轴24形成一体的动叶15旋转。轴承17具有固定于筐体13内周面的环构件21与设置在该环构件21中心的轴支 承部22，由放射状设置的连接构件23结合环构件21与轴支承部22。由于各连接构件23 之间无闭塞地贯穿，因此不妨碍筐体13内部的给水的流动。 筐体13的大径部13b的内部收容有固定在动叶片部19的径外方侧的侧端面的 动叶环15a ；及固定在动叶环15a的外周部的圆环状磁铁Μ。在筐体13的小径部13a的外 侧与磁铁M的给水流路的下游侧相对地设有线圈50。虽然并不一定需要动叶换15a，但是在 设有时可以更牢固地使动叶15与磁铁M形成一体化。如图1所示，使动叶环15a截面形成 为反L字型，可在环周面15c的基础上，在相对于给水流路的上游侧端面的环上游端面15b 粘结磁铁Μ。或者，使动叶环15a截面形成为L字型，可在周面15c的基础上，在相对于给水 流路的下游侧端面粘结磁铁M。或者，也可只在环周面15c粘结磁铁M。
在本实施方式中，由于是将线圈50相对配置在磁铁M的下游侧的结构，因此与将 线圈50相对配置在磁铁M的径外方向时相比，可以使径向尺寸变小。另外，由于在动叶15 的径外方不配置线圈50，因此可以使动叶15的径向尺寸变大，可以增加发电量。另外，如果用树脂等低电导率的材料形成筐体13，则与用金属形成的情况相比，可 以减少涡电流损失，可以进一步增加发电量。此时，也可以只有磁通通过的大径部13b由树 脂等低电导率的材料形成。下面对磁铁M与定子9进行说明。图4是用于说明磁铁M的模式立体图。 图5是用于说明定子9的模式立体剖视图。如图4所示，磁铁M在与垂直于磁铁M的旋转中心轴的平面相交的外周面(以后 称为磁铁M的外周面)，沿着周向交互磁化成N极与S极。S卩，磁铁M在与垂直于旋转的中 心轴24的平面相交的外周面被磁化，在与线圈50相对的端面Md不被磁化。并且，磁铁M 的与给水流路相对的上游侧端面Mu及下游侧端面Md上也泄漏来自N极与S极的磁通，可 以通过磁化方法来控制该量。另外，即使磁通泄漏到上游侧端面Mu及下游侧端面Md，只要 该量为微量，则实际上不产生与线圈50的磁结合带来的弊端。并且，磁铁M可以在圆筒状 成形的一个构件上进行磁化，也可以对多个瓦状成形的构件分别进行磁化之后将这些构件 进行粘结，从而圆筒状成形。在前者的情况下，可以减少制造工序，在后者的情况下，可以简 化为了进行磁化的磁电路。定子9由轭铁31、32、33与收容在由这些轭铁31、32、33所围住的空间内的线圈50 构成。卷绕成圆筒状的线圈50的其内周面部、外周面部及两端面部中的任意一个都被由磁 性体构成轭铁31、32、33所围住。轭铁31具有围住线圈50的内周面部与上端面部的基部 31b ；及从基部31b延伸出并相互离开设置的多个电感器31a。轭铁32具有围住线圈50的 外周面部的基部32b ；及从基部32b延伸出并相互离开设置的多个电感器32a。也就是说， 基部31b是轭铁31的一部分，是电感器31a以外的部分。基部32b是轭铁32的一部分，是 电感器32a以外的部分。第1轭铁31呈大致圆筒状，以围住线圈50的内周面部的方式配置，在其轴向的一 端部朝着轴向一体设置多个电感器31a。沿着线圈50的周向等间隔配置电感器31a。第2轭铁呈大致圆筒状，以围住线圈50的外周面部的方式配置，在其轴向的一端 部朝着轴向一体设置多个电感器32a。沿着线圈50的周向等间隔配置电感器32a且配置在 第1轭铁31的各电感器31a间。S卩，第1轭铁31的各电感器31a与第2轭铁32的各电感 器32a沿着线圈50的周向交互地排列且相互离开。另外各电感器31a、电感器32a设置在 如围住线圈50的外周面部地配置的部分(第2轭铁32的基部32b)的正上方，从线圈50 的中心到各电感器31a、电感器32a的距离大致相同。在本实施方式中，在筐体13的外侧设有电感器31a、32a。而且，设置成其内周面与 磁铁M的磁化面即外周面相对的方式。而且，通过电感器31a、32a将来自磁铁M的外周面 的磁通引导到线圈50，通过磁铁M的旋转磁通方向发生变化，从而发电。因此，磁铁M的外 周面与电感器31a、32a间的距离(图1的L2)对引导到线圈50的磁通量的影响较大，对发 电量也产生较大的影响。在此，在本实施方式中，由水流产生的负荷的作用方向为“从给水流路的上游侧朝向下游侧的方向”，在 图1中，与中心轴24大致平行。另一方面，电磁力作用的方向在图1 中大致垂直于中心轴24。因此，在图1中，轴承17不论设置方向如何，承受因水流产生的负 荷，但是不承受电磁力的作用。因此，如图1所示，以插通中心轴24的方式设置的动叶15 进行旋转，在动叶15的滑动面上设置滑动环15d的情况下，可以抑制滑动环15d的磨损。在与中心轴24形成一体的动叶15旋转时，可以抑制中心轴24的旋转的滑动面磨 损。其结果，随着时间的流逝，磁铁M的下游侧端面Md和与此相对的基部31b间的距离(图 1的Li)也难以变窄。即，在磁铁M的下游侧端面Md与基部31b间形成的流路宽度也难以 变化。由此，可长期防止垃圾堵塞、磁铁因水流而发生的振动从而干涉筐体13的内壁，成为 可靠性高的水龙头用发电机。而且，由于磁铁M的外周面与电感器31a、32a间的距离(图1的L2)不受水流的 作用，因此距离长期不发生变化，通过“轴向配置”可实现径向的小型化，同时可以抑制时效 带来的发电量的变动。而且，根据本实施方式，磁铁M的端面Md不被磁化。由此，在端面Md可以抑制与 相对的线圈50间的磁结合。也就是说，可以抑制由来自端面Md的磁通而产生的发电。其 结果，即使由于长时间使用而引起磁铁M与线圈50之间的距离发生变化，但也可以防止线 圈50的发电量发生变动。也就是说，可以得到长期稳定的发电输出。并且，在本实施例中，将线圈50设置成与磁铁M的下游侧端面Md相对。这样，由 于将线圈50设置在磁铁M的下游侧即预旋转静叶14的相反侧，因此预旋转静叶14难以受 形状、尺寸的制约。在将预旋转静叶14的尺寸变大时，可以抑制压力损失，同时可以形成有 利于动叶15旋转的旋转流。第3轭铁33呈环片状，与线圈50的下端面部对向设置。另外，切除第3轭铁33 的外周侧的一部分而形成未图示的线圈配线取出部。第3轭铁33结合于第1轭铁31及第2轭铁32的分别设有电感器31a、32a的端 部的相反侧的端部。在由第1轭铁31 第3轭铁33所围住的空间内收容线圈50，来自线 圈50的配线从形成于第3轭铁33的外周侧的未图示的线圈配线的取出部向外部引出。这 样，由于线圈50的配线经过形成于第3轭铁33的外周侧的未图示的线圈配线的取出部而 从外周侧向外部引出，与从内周侧引出时相比，容易将配线连接到控制部57。另外，在第3轭铁33上例如设有凹状的定位部33c，使该定位部与形成于第1轭铁 31的凸状定位部31c及形成于第2轭铁32的凸状定位部32c卡合。在图5中，在线圈50 的外周侧，第3轭铁33与第2轭铁32各自的定位部33c、32c卡合，在线圈50的内周侧，第 3轭铁33与第1轭铁31各自的定位部33c、31c卡合。由此，将第1轭铁31及第2轭铁32 分别定位于周向的规定位置，可以提高电感器31a、32a间的间距精度。并且，也可以在第3 轭铁33上设置凸状的定位部，在第1轭铁31及第2轭铁32上分别设置凹状的定位部。另外，在第2轭铁32上设有缺口部39a，在第3轭铁33上设有缺口部39b。这样， 在各轭铁31、32中，在设置成如围住线圈周面部的部分，从设有电感器31a、32a的一端侧间 歇地设置切除相邻的电感器之间的缺口部39a、39b，使各轭铁31、32在周向上呈磁绝缘。而 且，在沿着各轭铁31、32的周面形成的磁路当中，通过切除无助于发电的部分，可以抑制磁 路的短路、铁损而增加发电量。换言之，由于可以通过缺口部39a、39b的切除方向、形状来 得到统一磁通方向的效果，因此可以形成有利于发电的磁路。在本实施例的情况下，缺口方向与线圈50在同轴方向上，在图5的箭头方向上统一磁通方向的效果较高。如本实施例， 当与线圈50的同轴方向上统一磁通方向时，增加发电量的效果进一步提高。在此对 缺口部39a、39b的效果进行说明。图6是表示缺口部39a、39b的深度和发电量的关系的图表。横轴表示缺口部39a、39b的深度(mm)，纵轴表示发电量(mW)。图7是表示缺口部39a、39b的深度和线圈效率的关系的图表。横轴表示缺口部 39a、39b的深度(mm)，纵轴表示线圈效率(％ )。将缺口部39a、39b的深度(从线圈50的上端面开始的轴向长度)改变成0 (mm)、 2(mm)、5(mm)、10(mm)，模拟发电量及线圈效率。在此，线圈效率表示输出(发电量)相对于 输入(用于将磁铁M旋转所需的转矩X转速)的比例(％ )。并且，定子9整体的轴向尺 寸为27 (mm)。缺口部39a、39b的深度为0 (mm)是指未设缺口部39a、39b的情况。通过图6可知如果加大缺口部39a、39b的深度，则可以增加发电量。另外，通过图 7可知，通过加大缺口部39a、39b的深度，也可提高线圈效率。在具备有发电机的自动水龙头的情况下，由于有必要内置电磁阀、发电机，因此有 必要使发电机小型化。而且，即使使发电机小型化但仍要确保规定的发电量时，有必要提高 线圈效率，设置缺口部的效果较大。另外，为了防止因发热而引起的效率降低，优选设置缺 口部。而且，在水龙头用发电机中，有必要防止水中的磁粉吸附于磁铁，由于不能使用强力 的磁铁，因此高效率地形成磁路的缺口非常有效。在水龙头用发电机中，尤其是对于要求具 有节水效果，可用于发电的水力能量比较小的洗面台用水龙头更加有效。并且，也可以沿着轴向全部形成缺口部39a、39b，但是在此情况下，由于各轭铁 31,32对应于电感器的数量而被分割，因此当考虑构件个数、组装性时，优选将缺口部39a、 39b的深度止于轴向的中途，以便防止各轭铁31、32各自分散。下面对自动水龙头装置3及发电机1的作用进行说明。在如上构成的自动水龙头装置3及发电机1中，当使用者将手放在吐水口 6的下 方时，由传感器7感知，控制部57将电磁阀8打开，给水流路10被连通。由此，水流被供给 到发电机1的筐体13的内部，流经筐体13内部的水从出水口 6吐出。当使用者的手离开 吐水口 6的下方时，电磁阀8呈关闭，自动止水。流入筐体13内的水流，流经预旋转静叶14的圆锥体表面而朝向径外方向扩散，在 本具体例中，成为相对于轴中心向右旋转的旋转流而流经静叶片部18间的静叶流路71。流经静叶流路71的旋转流，流入动叶流路72而与动叶片部19上侧的倾斜面碰 撞。在本具体例中，流入动叶流路72的旋转流相对于轴中心向右旋转，因此对于动叶片部 19右方向的力作用，使动叶15向右旋转。而且，流经比磁铁M的内周面更靠近内侧的动叶 流路72的水流，通过轴承17的内侧而离开筐体13内部，到达吐水口 6。当动叶15旋转时，固定在一起的磁铁M也旋转。由于磁铁M的外周面(径向的 面)如上所述地沿着周向交互磁化成N极与S极，因此当磁铁M旋转时，与磁铁M的外周面 (径向的面)相对的电感器32a、33a及与这些形成一体的第1轭铁31、第2轭铁32的极性 产生变化。由此，相对于线圈50的交链磁通的方向改变，使线圈50产生电动势，从而进行 发电。通过发电产生的电力传送到充电器56，进行充电后，例如使用于驱动电磁阀8、传感 器7、控制部57等。
下面对本发明的其他实施方式进行说明。 图8与图1大致相同，与图1的相同部位标注相同符号且省略其说明，本实施例的 发电机1的特征为，将线圈50以与磁铁M的上游侧端面Mu相对的方式配置。在本发明中， 电感器3la、32a的一部分(电感器3la、32a的处于图8的Ll间的部分)相对地位于磁铁M 的上游侧。而且，在本实施方式中，磁铁M的与垂直于旋转中心轴24的平面相交的外周面 被磁化，与线圈50相对的端面Mu不被磁化。由此，与关于图1所述的发电机同样，可以长期得到稳定的发电输出。即，由于端 面Mu不被磁化，因此可以抑制来自端面Mu的磁通的发电。作为其结果，通过长期的使用， 即使磁铁M与线圈50间的距离发生变化，也可以防止发电输出发生变动。下面对本发明的其他实施方式进行说明。图9 (a)、(b)是用于表示关于磁铁M与 电感器31a、32a的配置的变形例的模式剖视图。与图1的相同部位标注相同符号且省略其 说明。在本实施例中，如图9(a)所示，磁铁M为圆锥台，而不是呈圆筒状。而且，与垂直 于旋转中心轴C的平面相交的外周面Mj被磁化，与线圈50相对的端面Md不被磁化。在本 发明中，磁铁M并不一定要为圆筒状，如本实施例那样做成圆锥台，则可以抑制磁铁M的高 度，同时可以确保外周面Mj的表面积，可以增加发电量。返回图9(a)的说明，垂直于旋转中心轴C的平面与外周面Mj之间的角度设为 θ 1。而且，将线圈50配置成与磁铁M的下游侧端面Md相对。另外，筐体13具有相对于垂 直于旋转中心轴C的平面以θ 2角度形成的壁面，在该壁面的外侧，配设有电感器31a、32a。 在本实施例中，Θ1与0 2相等，磁铁11的外周面幻与电感器31&、32&之间的距离1^2在分 别相对的部分处相等。下面使用图9(b)对电磁力的作用进行说明。在此，将作用于磁铁M与电感器31a、 32a间的电磁力作为FjJf Fjl作为Fj的水平方向成份，将Fj2作为Fj的垂直方向成份。 此时，Fj2为作用于未图示的轴承17的电磁力。在本实施例中，通过使电磁力Fj的作用方 向朝向水平方向，降低作用于轴承17的电磁力的作用，降低轴承17的负荷。并且，在本发 明中，如果Θ1与θ 2为45度以上，则可以使电磁力Fj朝向水平方向成份Fjl，可以充分地 降低轴承17所承受的负荷。下面对本发明的其他实施方式进行说明。图10是用于说明电感器的位置关系的模式剖视图。如图10 (a) (c)所示，线圈50的端面50d与磁铁M的下游侧端面Md相对，磁铁 M的外周面与电感器31a、32a、310a、320a、311a、321a相对。另外，在线圈50的端面50d与 磁铁M的下游侧端面Md间设有基部31b、310b、311b。在图10(a)所示的具体例中，在线圈50的外周侧(离中心轴24远的侧)，从基部 31b、32b延伸出电感器31a、32a。另外，在图10(b)所示的具体例中，在线圈50的外周侧与 内周侧的中间位置，从基部310b、320b延伸出电感器310a、320a。另一方面，在图10(c)所 示的具体例中，设有围住线圈50周围的基部311b，在其外周侧附设有一体形成基部321b与 电感器311a、321a的构件。也就是说，将构成基部311b的第1构件与构成基部321b与电 感器321a的第2构件组合在了一起。并且，在本申请中，从基部“延伸出”的电感器包括在图10(a) (C)所示的任意一个实施例的方式，电感器31a、32a、310a、320a、311a、321a中的任意一个均是从各自的基部31b、32b、310b、320b、311b、321b“延伸出”。而且，从这些图可知，设在与磁铁M的外周面 相对的位置的电感器的径向位置，可以从线圈50的外周面到内周面之间适当地进行选择。并且，即使在这样的情况下，也优选在线圈50的端面50d的正上方存在磁铁M的 下游侧端面Md。尤其是，如果形成图10(a)所示的位置(在图1中例示的位置)，则包含电 感器的形成在内，存在容易制作轭铁的优点。而且，相对于发电机整体的直径，由于可以使 磁铁的直径最大，因此可以增加磁铁的表面积，可以使表面磁通量变大。另外，由于周向速 度增加，因此也可以使磁通的变化率增加，可以使发电量变大。另外，设在与磁铁M的外周面相对的位置的电感器的端面(顶端)至少位于比磁 铁M的线圈50侧的下游侧端面Md更靠近上游即可。但是，如果考虑发电量，则优选到磁铁 M的与线圈50相反侧的上游侧端面Mu附近，典型地讲，磁铁M的与线圈50相反侧的上游侧 端面Mu与电感器的端面(顶端)位置大致相同。在本实施方式中，磁铁M的外周面被磁化，端面Md不被磁化，因此即使磁铁M与线 圈50间的距离发生变化，也可以防止发电量的变动。并且，在本实施例中，虽然表示了将线圈50配置在磁铁M的下游侧端面Md的情 况，但是即使在将线圈50以与磁铁M的上游侧端面Mu相对的方式设置时，也可以进行相同 的设计。下面对本发明的其他实施方式进行说明。图11与图1大致相同，与图1的相同部位标注相同符号且省略其说明，本实施例 的发电机1的特征为，在轭铁31中，在连接电感器31a与基部31b的部分存在弯曲部A。在 此，在制造像第1轭铁31这样具有弯曲形状的轭铁的情况下，并不是完整地弯曲成直角，只 要设置具有曲率的弯曲部，则可提高轭铁的耐久性。由于轭铁在发电中受电磁力的作用，因此根据形状发生应力集中。如果如本实施 例那样在弯曲形状中设置弯曲部，则应力集中得到缓解，轭铁的耐久性提高。尤其是，如本 实施例那样，在电感器31a相对于定子9的全长而言比较长的情况下，通过弯曲部来抑制应 力集中的效果进一步提高。图12是用于详细说明弯曲部A的模式立体图，与图5大致相同，与图5的相同部 位标注相同符号且省略其说明。在图11中，在连接电感器31a与基部31b的部分存在弯曲 形状，在该部位设有弯曲部A。图13(a)、(b)、(c)是用于说明弯曲部的其他方式的模式图。示出了电感器31a、 基部31b、连接这些的弯曲部Α、基部32b、轭铁33、线圈50。如图13(a)所示，弯曲部A也可 以不具有曲面而呈板状。如图13(b)所示，弯曲部A也可以由多个弯曲部形成。如图13(c) 所示，弯曲部A也可以在完全不与线圈50重叠的位置形成。并且，成为轭铁材料的磁性体，由于材料的特性不同，在通过冲压加工制作弯曲形 状时，有时会形成以弯曲部为中心而产生歪斜的状态。在此时，弯曲部的磁特性恶化，磁通 难以通过。因此，对有效解决该课题的其他实施方式进行说明。图14(a)与图11大致相同，与图11的相同部位标注相同符号且省略其说明。本 实施例的发电机1的特征为，在轭铁31中，在连接电感器31a与基部31b的部分存在弯曲 部A，尤其是磁铁M不与弯曲部A相对。为了具体说明，将弯曲部A详细表示于图14(b)。如图14(b)所示，将弯曲部A设于连接电感器31a与基部31b的部分，在此弯曲尺寸Aa为从 基部31b的上端面到电感器31a的下端面的距离。而且，磁铁M不与弯曲部A相对是指磁 铁M的下游侧端面和与此相对的基部31b间的距离Ll (图14(a))相对于弯曲部A的弯曲 尺寸Aa(图14(b))满足Ll彡Aa的关系。具体而言，优选将弯曲部A的弯曲尺寸Aa设为 0. 2 0. 8mm左右，与此相对，优选将Ll设为Imm左右以上。这样，由于磁铁M的外周面与磁致伸缩少的直线状的电感器31a、32a相对，不与磁 致伸缩的影响强的R部相对，因此即使使用任意材料制造轭铁，都可以始终将稳定的磁通 量引导到线圈50，可以得到稳定的发电量。图15是用于说明磁铁M与直线状电感器相对的长度(图13的L3)和发电量、转 矩的关系的图表。表示相对的长度越长，则磁铁M及电感器呈轴向上越长的形状。而且已 知，随着该相对的长度变长，发电量、转矩也成比例地增加。这样，当使磁铁M不与磁致伸缩的影响强的弯曲部A相对，而与磁致伸缩少的直线 状的电感器相对时，不仅在稳定性上，而且通过重叠的长度、相对的面积可以成比例地控制 发电量、转矩，成为易于设计的构造。具体而言，通过调节磁铁M与电感器直线部分的重叠长度，可以容易地设计出适 合于发电机的使用形态的发电机。例如，在由于水量多而转矩大或者需要多量的发电量时， 采用磁铁M与电感器直线部分的重叠长度较长的形式，在水量少而转矩小且需要较少的发 电量时，采用磁铁M与电感器直线部分的重叠长度较短的形式即可。例如，作为前者的例子 可以举浴缸用水龙头所具备的发电机，作为后者的例子可以举洗面台用水龙头所具备的发 电机。图16是用于说明电感器的尺寸和磁铁的磁畴的关系的模式图。对于电感器31a、 32a与磁铁的磁畴G的关系，如图16所示，优选在磁铁M的磁畴G中心与电感器31a、32a的 中心对峙时，任意一方不包含另一方邻接的部分而将另一方包含在其区域内。即，在图16 所示的情况下，与电感器31a对峙的磁畴G不包含邻接于电感器31a的电感器32a，而将电 感器31a包含在其磁畴G的区域内。对于与电感器32a对峙的磁畴G也相同。并且，在此 所述的电感器的中心是指电感器的重心。如此，由于1个电感器只被磁化成一种极性(例 如S极)，邻接的另一方电感器被磁化成另外磁性(例如N极)，因此可充分地得到有助于 线圈50的发电的所希望的交链磁路。其结果，在磁性变化时磁通的变化率变大，发电量增 加。并且，在图16中，虽然例示了磁畴G不包含邻接的其他电感器部分而将电感器包 含在其区域内的情况(与电感器的尺寸Wl相比磁铁M的磁畴G的尺寸W2更大的情况)， 但是也可以是电感器不包含邻接的其他磁畴G的部分而将磁畴G包含在其区域内(与磁铁 M的磁畴G的尺寸W2相比电感器的尺寸Wl更大)。但是，如果使磁畴G将电感器包含在其 区域内(使磁畴G的尺寸W2大于电感器的尺寸Wl)，则由于可以使磁铁M的表面磁通密度 变大，因此可以增加发电量。另外，如果考虑发电量，则优选使Wl W2 = 1 2左右。图17是用于说明电感器的形状和磁铁的磁畴形状的关系的模式图。图17(a)与 (b)是使与磁铁M的旋转方向大致成直角方向的电感器端面倾斜的情况，图17(c)是使与磁 铁M的旋转方向大致成 直角方向的磁畴边界倾斜的情况。并且，图中的箭头表示磁铁M的 旋转方向。
这样，伴随磁铁M的旋转，优选使磁铁M的磁畴与电感器相对的区域的面积依次增 减。这样由于可以抑制作用于磁铁与轭铁间的吸引排斥力的激剧变化，因此可以抑制齿槽 效应而使磁铁顺畅地旋转。其结果，可以抑制轴摩擦、转矩损失，可以增加发电量。并且，在 图17(a) (c)中，虽然例示了各自的形状直线变化的情况，但是并不局限于这些情况，可 以形成曲线，也可以将曲线、直线组合。图18 图24是用于说明上述的第1轭铁31、第2轭铁32、第3轭铁33的结合部 分的模式图。并且，图中的a表示在第1轭铁、第2轭铁及结合于这些的第3轭铁上形成的 磁通流。如果形成交链线圈50的磁通流的各轭铁间产生间隙，则会发生磁通损失，发电量 减少。因此，优选使各轭铁的构件彼此在多个面抵接，这样即使在组装时等一部分面上产生 间隙的情况下，也可以确保其他面上的磁路，可以抑制发电量的减少。在图18所例示的结构中，通过在第3轭铁33的内周侧阶梯部33a处卡合第1轭 铁31的端部，使第1轭铁31与第3轭铁33分别在沿着线圈50的周向形成大致环状的多 个面(在本具体例中，例如大致垂直的2个面)上抵接。第1轭铁31的端面(在图18中 的下端面)与在第3轭铁33的内周侧阶梯部33a处向线圈中心方向伸出的凸缘状的面抵 接，在第1轭铁31端部处的外周侧(线圈中心方向的反方向)的侧面(大致垂直于上述端 面的面)与大致垂直于在第3轭铁33的内周侧阶梯部33a处的上述凸缘状的面的侧面抵 接。同样，通过在第3轭铁33的外周侧阶梯部33b处卡合第2轭铁32的端部，使第2 轭铁32与第3轭铁33在多个面(在本具体例中，例如大致垂直的2个面)上抵接。第2 轭铁32的端面(在图18中的下端面)与在第3轭铁33的外周侧阶梯部33b处向线圈中 心方向的反方向伸出的凸缘状的面抵接，在第2轭铁32端部处的线圈中心方向的侧面(大 致垂直于上述端面的面)与大致垂直于在第3轭铁33的外周侧阶梯部33b处的上述凸缘 状的面的侧面抵接。在图19所例示的结构中，使第3轭铁43的内周侧缘部及外周侧缘部比其他部分 更加突出，使由该突出部43a与第3轭铁43的表面部43b形成的大致垂直的2个面与第1 轭铁31及第2轭铁32各自的端部抵接。在此情况下，由于也可以使第1轭铁31及第2轭 铁32分别在多个面上与第3轭铁43抵接，因此可以抑制第1轭铁31、第2轭铁32分别与 第3轭铁33间的磁通损失，可以抑制发电量的减少。在图20所例示的结构中，通过分别在第3轭铁53的内周侧及外周侧设置加强筋 状的凸部53a，在第3轭铁53上设置处于大致垂直关系的2个面，使该2个面分别与第1轭 铁31及第2轭铁32抵接。在此情况下，由于也可以使第1轭铁31及第2轭铁32分别在 多个面上与第3轭铁53抵接，因此可以抑制第1轭铁31、第2轭铁32分别与第3轭铁53 间的磁通损失，可以抑制发电量的减少。 在图21所例示的结构中，通过在第3轭铁63的径向(在图21中的横向)中央设 置凸部63a，在第3轭铁63上设置处于大致垂直关系的2个面。另外，第1轭铁64及第2 轭铁65各自的端部64a、65a形成截面L字状，通过使其端部64a、65a与第3轭铁63的凸 部63a的侧方抵接，使第1轭铁64及第2轭铁65分别在多个面上与第3轭铁63抵接。通 过这样的结构，在本具体例中，也可以抑制第1轭铁64、第2轭铁65分别与第3轭铁63间的磁通损失，可以抑制发电量的减少。 在图22所例示的结构中，通过在第3轭铁73的径向(在图22中的横向)中央设 置截面台状的凸部73a，在第3轭铁73上设置呈钝角而形成的2个面。而且通过使第1轭 铁74及第2轭铁75各自的端部与第3轭铁73的凸部73a的侧方抵接，使第1轭铁74及 第2轭铁75分别在多个面上与第3轭铁73抵接。通过这样的结构，在本具体例中，也可以 抑制第1轭铁74、第2轭铁75分别与第3轭铁73间的磁通的损失，可以抑制发电量的减 少。在图23所例示的结构中，在第3轭铁83上形成内壁面呈曲面状且沿着线圈50的 周向呈大致环状的凹部83a，而且在第1轭铁84及第2轭铁85各自的端部设有沿着凹部 83a的内壁面呈大致环状的曲面部。而且，可以使第1轭铁84及第2轭铁85分别与第3轭 铁83彼此在曲面上抵接。在此时，使第1轭铁84及第2轭铁85分别与第3轭铁83在彼此曲面上抵接，但 是即使第1轭铁84及第2轭铁85分别与第3轭铁83发生相对错位而产生间隙，第1轭铁 84及第2轭铁85分别与第3轭铁83也很难处于完全不接触的状态，因此可以抑制在这些 轭铁间形成的磁通的损失，可以抑制发电量的减少。在图24所例示的结构中，使第1轭铁131及第2轭铁132分别在1个面上与第3 轭铁133抵接，铆接第1轭铁131及第2轭铁132的端面，包含铆接部132a、133a在多个面 上抵接。通过这样的结构，在本具体例中，也可以抑制第1轭铁131、第2轭铁132分别与第 3轭铁133间的磁通的损失，可以抑制发电量的减少。在此，包含电感器的各轭铁材料优选磁特性良好的材料。具体而言，可以例示出磁 性体材料，例如例示出纯铁、强磁性铁镍合金、铁硅铝磁合金、硅钢、电磁不锈钢等。但是，并 不局限于这些，可以适当地进行变更。此时，如果考虑用于小型发电机的情况，则优选电磁 不锈钢、强磁性铁镍合金、硅钢。另外，在通过结合多个构件来构成轭铁的情况下，可以由各不同的材料构成。例 如，将包含磁通最集中的电感器的部分，可以由磁特性最优的材料构成。一般地讲，存在磁 特性越优的材料价格越高的倾向。因此，可以只在必要性高的部分使用高价的材料从而抑 制整体的成本。另外，可以组合不同磁特性的材料来调节轭铁整体的磁特性，也可以设置发 电量的限度。并且，也可以对轭铁的每个部分进行材料的组合。例如，通过焊接等来进行接 合，以便可以只在磁通最集中的电感器部分使用磁特性最优的材料。在此，为了使发电机1的小型化，使线圈50的小型化也是重要的因素。当使发电 机1小型化时，由于线圈50的卷线空间也变小，因此线圈50的卷绕数变少，从而发电量减 少。另外，为了增加卷绕数而将线圈50的线直径变细时，由于线圈50的内部阻抗增加，从 而热损失增多，发电量还是减少。本发明者进行研究讨论的结果得出了如下见解，如果不需要线圈骨架等绝缘构 件，则可以确保卷线空间，所以即使发电机1小型化也可以抑制发电量的减少。一般地讲，线圈是通过在称之为线圈骨架的圆筒状绝缘构件上卷绕电线而形成。 在此时，线圈骨架的壁厚为0. 5mm Imm左右，但是在水龙头装置所具备的小型发电机中， 这样的空间也成为问题。为此，在本实施方式中，在轭铁的与线圈50接触的部分设置了绝缘层，成为不需要线圈骨架等绝缘构件的结构。因此，可以确保线圈50的卷线空间，线径粗且可使卷绕增 多。其结果，实现了发电量的增加。具体而 言，在内经14mm、外经22mm的线圈50中，通过在与线圈50接触的轭铁的内 面实施绝缘加工而不需要线圈骨架等绝缘构件，从而可使发电机1的卷线空间增加70%左 右。作为此时的绝缘加工，可以例示出涂敷厚度大约ΙΟμΜ左右的氟树脂。但是，用于绝缘 加工的材料、膜厚、涂敷方法等不局限于此，可以适当地进行变更。图25是用于说明本发明另外其他实施方式的发电机的模式剖视图。对于该图，与 关于图1 图24进行的上述的要素相同的要素标注相同符号且省略其说明。本实施方式的发电机1具有盖体214以代替关于图1等所述的发电机中的预旋转 静叶14。盖体214被支承在封固构件51的阶梯部51a上。盖体214相对于筐体13而被固 定，不进行旋转。而且，在盖体214的下游侧设有动叶15。并且，动叶15与中心轴24形成 一体，由盖体214与轴承17来支承中心轴24的两端部，也可以使与中心轴24形成一体的 动叶15进行旋转。图26(a)是用于说明设置于图25所示的发电机1上的盖体214的模式立体图。另外，图27是图25的A-A线剖视图。如图26 (a)、图27所示，盖体214呈在圆柱体的一个端面(位于上游侧的面)上一 体设有圆锥体的形状。另外，在圆柱体的另外端面(位于下游侧的面)上设有凸缘部214a。另外，在盖体214内部，设有呈圆柱状的空间部214b (参照图25)，空间部214b向 设有凸缘部214a侧的端面开口。而且，空间部214b收容有设在动叶15的上游端侧的动叶 片部19。在盖体214的中心轴上且朝向空间部214b的侧的面上支承有插通动叶15的中心 轴24的一端。另外，在盖体214的周面，设有连通于空间部214b的3个或3个以上的喷嘴218。 将这些喷嘴218在动叶15的周围以120度的角度关系均等(等间隔)地配置。并且，配置3个喷嘴218时，这些喷嘴在周向上的配置角度不局限于120度，配置 成从喷嘴218喷出的水流在动叶15的周向上保持对称性即可。即，可以使相对于动叶15 转角的动叶15的转矩偏差减小的方式配置喷嘴218。如果保持从3个以上的喷嘴喷出的水流的对称性，则动叶15顺畅地旋转，可以抑 制波动。但是，水流不需要完全对称，由水压施加到动叶15的力，只要在能够抑制动叶片部 19波动的程度上在动叶15的旋转中心处平衡即可。另一方面，在盖体214的周面，设有3个柱301，隔开向各个喷嘴218的流路。将喷 嘴218及柱301沿着盖体周面的周向等间隔配置，使其下面与凸缘部214a的上面相接。而 且，喷嘴218朝向收容于空间部214b的动叶片部19开口，其方向与动叶片部19的外接圆 的切线方向相比更朝向内侧。根据这样的喷嘴218，改变从大致平行于旋转轴(中心轴)的方向流出的水流的 方向，在大致垂直于旋转轴(中心轴)的平面内，可以从动叶片部19的径外方向如箭头 62a(图27)所示，朝向动叶片部19喷出。S卩，设有如下的多个喷嘴218，将从大致平行于动叶15的旋转轴(中心轴)的方向 流出的水流的方向改变成大致垂直于旋转轴(中心轴)的方向，并从动叶片部19的径外方 向朝向动叶片部19喷出。而且，将这些多个喷嘴218等间隔(均等)地配置在动叶15的周围。如此，可以使水流从给水流路口通过各喷嘴218至与动叶片部19碰撞为止的距离 呈均一。因此，可以抑制因水流变动引起的动叶片部19的波动。并且，在非轴流式的情况下，由于到各喷嘴218的水路的长度不均勻，因此即使将 喷嘴218等间隔地配置在动叶15的周围，也无法使水流通过各喷嘴218至与动叶片部19 碰撞为止的 距离均勻。与此相对，根据本实施方式，在轴流式的流路方式中，通过在动叶15的周围等间 隔地配置多个喷嘴218，可以使水流通过各喷嘴218至与动叶片部19碰撞为止的距离呈均 一。其结果，可以抑制因水流变动引起的在动叶片部19的波动。并且，如图26(b)所示的具体例，也可以在盖体214的周面设置障碍物204。在此 情况下，如箭头62a所示，水迂回障碍物204而流动。而且，在该具体例中，也将从大致平行 于动叶15的旋转轴的方向流出的水流的方向改变成大致垂直于旋转轴(中心轴)的方向， 可以由多个喷嘴218从动叶片部19的径外方向朝向动叶片部19喷出。其结果，可以得到 关于图26(a)所述的效果。而且，根据本实施方式，通过将3个以上的喷嘴218均等(等间隔)地设置在动叶 15的周围，可以抑制喷向各个动叶片部19的喷流的不均勻，可以稳定地使动叶旋转。而且，在本实施方式中，通过使磁铁M的外周面磁化，与线圈50相对的磁铁M的端 面不被磁化，即使磁铁M与线圈50之间的距离发生变化，也可以防止发电量的变动。以上，参照具体例说明了本发明的实施方式。但是，本发明不局限于这些具体例。关于上述的具体例，即使同领域技术人员追加适当的设计变更，只要具备本发明 的特征，也包含在本发明的范围内。例如，发电机、水龙头装置的各要素的形状、尺寸、材质、配置等并不局限于例示的 内容，可以适当地进行变更。另外，上述的各具体例所具备的各要素在可能的范围内可以组合，只要组合这些 的发明包含本发明的特征，则包含在本发明的范围内。根据本发明，提供在使径向尺寸小型化的同时可长期抑制发电量的变动，而且，可 长期维持高可靠性的水龙头用发电机。
权利要求
1.一种水龙头用发电机，其特征为，具备筐体，具有给水流入口和给水流出口且在内部形成有给水流路； 动叶，设在所述给水流路内且具有动叶片部； 磁铁，可以与所述动叶一体旋转； 轴承，支承由所述动叶及所述磁铁因水流而承受的力； 线圈，通过所述磁铁的旋转产生电动势；及轭铁，具有设置成围住所述线圈的基部和设置成从所述基部延伸出且相互离开的多 个电感器，所述线圈被设置在与所述磁铁相比更靠近所述给水流路的下游侧，并且与所述磁铁相对，所述磁铁的与垂直于旋转中心轴的平面相交的外周面被磁化，与所述线圈相对的端面 不被磁化，所述电感器与所述磁铁的外周面相对，被设置在所述筐体的外侧。
2.一种水龙头用发电机，其特征为，具备筐体，具有给水流入口和给水流出口且在内部形成有给水流路；动叶，设在所述给水流路内且具有动叶片部；磁铁，可以与所述动叶一体旋转；轴承，支承由所述动叶及所述磁铁因水流而承受的力；线圈，通过所述磁铁的旋转产生电动势；及轭铁，具有设置成围住所述线圈的基部和设置成从所述基部延伸出且相互离开的多 个电感器，所述线圈被设置成与所述磁铁的所述给水流路的上游侧相对， 所述线圈被设置在与所述磁铁相比更靠近所述给水流路的上游侧，并且与所述磁铁相对，所述磁铁的与垂直于旋转中心轴的平面相交的外周面被磁化，与所述线圈相对的端面 不被磁化，所述电感器与所述磁铁的外周面相对，被设置在所述筐体的外侧。
3.根据权利要求1或2中任意一项所述的水龙头用发电机，其特征为，所述轭铁具备设 置于连接所述基部与所述电感器的部分的弯曲部，所述磁铁以不与所述弯曲部相对的方式配置。
全文摘要
本发明提供一种水龙头用发电机，其特征为，具备筐体，具有给水流入口和给水流出口且在内部形成有给水流路；动叶，设在所述给水流路内且具有动叶片部；磁铁，可以与所述动叶一体旋转；轴承，支承由所述动叶及所述磁铁因水流而承受的力；线圈，通过所述磁铁的旋转产生电动势；及轭铁，具有设置成围住所述线圈的基部和设置成从所述基部延伸出且相互离开的多个电感器，所述线圈被设置在与所述磁铁相比更靠近所述给水流路的下游侧，并且与所述磁铁相对，所述磁铁的与垂直于旋转中心轴的平面相交的外周面被磁化，与所述线圈相对的端面不被磁化，所述电感器与所述磁铁的外周面相对，被设置在所述筐体的外侧。可以提供在使径向尺寸小型化的同时可长期抑制发电量的变动，并且可长期维持高可靠性的水龙头用发电机。
文档编号E03C1/05GK102037634SQ20098011854
公开日2011年4月27日 申请日期2009年2月23日 优先权日2008年5月27日
发明者佐藤知子, 小野寺尚幸, 清水刚, 黑石正宏 申请人:Toto株式会社