JP2009027894A - 水栓用発電機 - Google Patents
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Abstract
【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
Description
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (4)
- 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。 - 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。
- 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。
- 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。
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EP2293420A1 (en) * | 2008-05-27 | 2011-03-09 | Toto Ltd. | Faucet generator |
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