JP4238684B2 - 発電装置およびその発電装置付自動水栓装置 - Google Patents

Description

本発明は、水道水などの流体の流通により水車を回転して発電を行なう発電装置およびその発電装置付自動水栓装置に関するものであり、特に、軸流式の水車を用いた発電手段の構造に関するものである。

従来、この種の発電装置では、フランシス型の水車を用いた発電手段を備えた装置が知られている。このフランシス型水車は、円盤状の背板に回転軸を貫通させて、その背板の下面に５枚の羽根部が放射状に突設され、この羽根部よりも上方に離れた部位に永久磁石を固設させたものであって、水路を流れる水流が水車の外周方向から回転軸に直行するように水路中に配設されている。

そして、水路に水流が起こると、この水流が羽根部にあたり水車が回転する。水車の回転に伴い永久磁石も回転することにより永久磁石から磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイルに電流が流れ発電が行われるものである（例えば、特許文献１参照。）。
特許第３０２８５５４号公報

しかしながら、水車の外周方向から水流を羽根部にあてるように構成させることで、発電手段の径方向の体格が大きくなるとともに、回転軸の軸方向の一方に羽根部を、もう一方に永久磁石を配設させることで水車の軸方向の長さが長くなる。従って、上記特許文献１のような発電装置は径方向、軸方向ともに体格が大きくなってしまう。また、水路の流れの中で、特に、この種の水車において、羽根部の個所で水平方向から一旦下方に水流の向きを変え、さらに垂直方向から水平方向に向きを変えることで、さらに体格が大きくなってしまう問題がある。

また、近年、高齢者対応や、炊事作業の利便性の向上、節水および節電などのニーズから、発電装置付自動水栓装置が一般住宅のキッチン、洗面所などの水栓に要望されるようになっている。特に、キッチンや洗面所などにおいては、上記特許文献１のように体格が大きいと設置場所が限定されるとともに、水栓に至るまでの接続配管が複雑、かつ設置工事も大掛かりとなって自動水栓装置の普及が阻害される原因となっている。

そこで、本発明の目的は、上記点を鑑みたものであり、径方向、軸方向が小さくなる軸流式の水車からなる発電手段を配設させることで、小型化を可能とした発電装置およびその発電装置付自動水栓装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、以下の技術的手段を採用する。すなわち、請求項１に記載の発明では、供給源から吐出口にかけて流体が流れる流路（６）に配され、回転軸（３３）に設けられた羽根部（３２ａ）に流体があたって回転する軸流式の水車（３１）と、少なくとも一部が水車（３１）の上流側に配設され、流路（６）の一部をなすボディー（２ａ）と、内側に流路（６）の一部が形成され、水車（３１）よりも外周に配設され、回転軸（３３）と同軸となるように固設される略円筒状の永久磁石（３４）と、永久磁石（３４）の回転により起電力を発生するステータコイル（４０）と、水車（３１）の下流側に配され、回転軸（３３）を支持する支持部材（３５）とを有し、水車（３１）の上流側となるボディー（２ａ）の部位には、通過した流体が旋回するように水車（３１）の軸方向に対して斜めに形成された噴流口（４）が形成されており、羽根部（３２ａ）は、噴流口（４）の傾きに応じた傾き角を有し、上流端が噴流口（４）に近接して配設されており、支持部材（３５）には流出口（３５ａ）が形成されており、支持部材（３５）は、回転軸（３３）の軸方向において羽根部（３２ａ）の下流側端部と離れて配されるとともに、回転軸（３３）と同軸となるように配されており、羽根部（３２ａ）の下流側端部と支持部材（３５）との間には羽根部（３２ａ）にあたった水流が流れる水路が形成されており、羽根部（３２ａ）の下流側端部と支持部材（３５）との間に形成され、永久磁石（３４）の内側に形成された水路の断面積は、支持部材（３５）が配される部位の水路の断面積よりも小さいことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、従来のフランシス型の水車においては、水車の外周方向から流体を羽根部にあてるように構成させることで、発電手段（３０）の径方向の体格が大きくなる。しかも、水車の回転軸の下方に羽根部を、上方に永久磁石（３４）を離隔して固設させることで水車の軸方向の長さが長くなることで、発電手段（３０）の軸方向の体格も大きくなってしまう。

そこで、本発明では、水車（３１）の羽根部（３２ａ）を径方向が小さくできる軸流式にし、かつ羽根部（３２ａ）が永久磁石（３４）の内側、つまり、軸方向に流れる流体の流通により回転されるように構成したことにより、永久磁石（３４）を羽根部（３２ａ）と離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車（３１）の径方向および軸方向を小さくすることができることで、発電手段（３０）の小型化が図れる。
また、羽根部（３２ａ）の外周側に永久磁石（３４）を配設させたことにより、水車（３１）の軸方向の長さを短くできることで軸方向の体格が小さくできる。
また、羽根部（３２ａ）は、水車（３１）の回転軸（３３）の外側に形成されることにより、水車（３１）の軸方向に流れる流体の流通によるエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。
また、羽根部（３２ａ）の上流には、流体の流速を高めるための噴流口（４）が設けられ、羽根部（３２ａ）は、噴流口（４）からの噴流を受けて回転するように形成されたことにより、低流量の流通であっても高効率の発電電力を得ることができる。
また、噴流口（４）は、噴流する流体の流通が水車（３１）の軸方向に向けて流路（６）内を旋回するように形成されたことにより、例えば、噴流口（４）を傾斜させることで羽根部（３２ａ）にあたる流体が旋回されるようになる。そして、旋回された流体を羽根部（３２ａ）にあてることにより、低流量の流通であっても高効率の発電電力を得ることができる。

請求項２に記載の発明では、水車（３１）は、羽根部（３２ａ）と永久磁石（３４）とが一体成形で形成されたことを特徴としている。請求項２に記載の発明によれば、水車（３１）の径方向がより小さくすることができることで発電手段（３０）の小型化が図れる。

請求項３に記載の発明では、ステータコイル（４０）は、永久磁石（３４）の軸方向側に離隔した状態で配設されたことを特徴としている。請求項３に記載の発明によれば、ステータコイル（４０）を永久磁石（３４）の軸方向側、つまり、流路（６）と平行に設けることにより、永久磁石（３４）の径方向の外側に配設するよりも径方向の体格をより小さくすることができる。
また、請求項４に記載の発明では、噴流口（４）は、ボディー（２ａ）に形成された複数個の小孔であることを特徴としている。請求項４に記載の発明によれば、噴流口（４）から高流速の旋回流が得られることができる。

請求項５に記載の発明では、給水源から吐水口にかけての水路（６）を形成するボディー（１、２、２ａ）と、水路（６）を開閉する電磁弁（２７）と、水路（６）の流水により水車（３１）を回転させて発電する発電手段（３０）と、この発電手段（３０）からの発電された電力を蓄えるとともに、電源を構成する蓄電手段（５２）と、蓄電手段（５２）から給電され人体や物を検知する検知手段（４６）、もしくは手動操作により給水、止水の指令をする操作手段（４７）のうち、少なくとも一方と、検知手段（４６）からの検知信号および操作手段（４７）からの操作信号に基づいて、電磁弁（２７）を開閉制御して吐水口における給水、止水を制御する制御手段（５０）とを備える発電装置付自動水栓装置において、少なくともボディー（１、２、２ａ）、電磁弁（２７）、発電手段（３０）、蓄電手段（５２）、および制御手段（５０）が蛇口先端部（４４、４５）内に配設されており、供給源から吐出口にかけて流体が流れる流路（６）に設けられ、流体が回転軸（３３）に設けられた羽根部（３２ａ）にあたって回転する軸流式の水車（３１）と、少なくとも一部が水車（３１）の上流側に配設され、流路（６）の一部をなすボディー（２ａ）と、内側に流路（６）の一部が形成され、水車（３１）よりも外周に配設され、回転軸（３３）と同軸となるように固設される略円筒状の永久磁石（３４）と、永久磁石（３４）の回転により起電力を発生するステータコイル（４０）と、水車（３１）の下流側に配され、回転軸（３３）を支持する支持部材（３５）とを有し、水車（３１）の上流側となるボディー（２ａ）の部位には、通過した流体が旋回するように水車（３１）の軸方向に対して斜めに形成された噴流口（４）が形成されており、羽根部（３２ａ）は、噴流口（４）の傾きに応じた傾き角を有し、上流端が噴流口（４）に近接して配設されており、支持部材（３５）には流出口（３５ａ）が形成されており、支持部材（３５）は、回転軸（３３）の軸方向において羽根部（３２ａ）の下流側端部と離れて配されるとともに、回転軸（３３）と同軸となるように配されており、羽根部（３２ａ）の下流側端部と支持部材（３５）との間には羽根部（３２ａ）にあたった水流が流れる水路が形成されており、羽根部（３２ａ）の下流側端部と支持部材（３５）との間に形成され、永久磁石（３４）の内側に形成された水路の断面積は、支持部材（３５）が配される部位の水路の断面積よりも小さいことを特徴としている。

請求項５に記載の発明によれば、自動水栓装置の各種構成部品を蛇口先端部（４４、４５）内に配設したことにより、従来が、ボディー（１、２、２ａ）、電磁弁（２７）および発電手段（３０）と、蓄電手段（５２）および制御手段（５０）とを別体もしくは一体に設けてシンク下に設置していた自動水栓装置よりも設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。さらに、シンク下への設置空間が不要となる。
また、水車（３１）は、永久磁石（３４）と同軸状態にて形成された軸流式の羽根部（３２ａ）を有するとともに、この羽根部（３２ａ）が永久磁石（３４）の内側を流れる水流により回転されるように構成したことにより、永久磁石（３４）を羽根部（３２ａ）と離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車（３１）の径方向および軸方向を小さくすることができるため発電手段（３０）の小型化が図れる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。
また、永久磁石（３４）は、略円筒状に形成され、かつ羽根部（３２ａ）の外周側に配設されたことにより、水車（３１）の軸方向の長さを短くできることで軸方向の体格が小さくできる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。
また、羽根部（３２ａ）は、水車（３１）の回転軸（３３）の外側に形成されたことにより、水車（３１）の軸方向に流れる水流のエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。
また、羽根部（３２ａ）の上流には、水流の流速を高めるための噴流口（４）が設けられ、羽根部（３２ａ）は、噴流口（４）からの噴流を受けて回転するように形成されたことにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。
また、噴流口（４）は、噴流する水流が水車（３１）の軸方向に向けて水路（６）内を旋回するように形成されたことにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。

請求項６に記載の発明では、蛇口先端部（４４、４５）内には、検知手段（４６）を配設したことを特徴としている。請求項６に記載の発明によれば、上記請求項５に挙げた構成部品の他に、検知手段（４６）を蛇口先端部（４４、４５）内に配設したことにより、上述の請求項５よりも、特に、電気系統の設置工事がより簡素化できる。従って、自動水栓装置の普及の促進が図れる。

請求項７に記載の発明では、蓄電手段（５２）をバックアップするための電池手段（５３）が設けられ、蛇口先端部（４４、４５）内には、電池手段（５３）を配設したことを特徴としている。請求項７に記載の発明によれば、この種の電池手段（５３）は、従来が単三型、単四型の乾電池などを用いていたものを、例えば、ボタン型の乾電池を用いて、蛇口先端部（４４、４５）に配設したことにより、装置がより小型化にできるとともに、シンク下に配置されていた従来よりも電池交換の作業性が向上する。

また、乾電池の他に、直接商用電源より電源を取り入れる方式や、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）からＤＣ電源に変換するＤＣアダプターを用いて電源を取り入れる方式のものと比較して、電気系統の設置工事を不要とするこができる。

請求項８に記載の発明では、蛇口先端部（４４、４５）内には、操作手段（４７）を配設したことを特徴としている。請求項８に記載の発明によれば、操作手段（４７）を配設したことにより、蓄電手段（５２）に蓄電電力が不足して検知手段（４６）が検知していないときにも手動により強制的に給水、止水の操作ができるとともに、蓄電手段（５２）に蓄電ができる。

請求項９に記載の発明では、水車（３１）は、羽根部（３２ａ）と永久磁石（３４）とが一体成形で形成されたことを特徴としている。請求項９に記載の発明によれば、上述した請求項２と同様に、水車（３１）の径方向がより小さくすることができることで、発電手段（３０）の小型化が図れる。

請求項１０に記載の発明では、ステータコイル（４０）は、永久磁石（３４）の軸方向側に離隔した状態で配設されたことを特徴としている。請求項１０に記載の発明によれば、上述した請求項３と同様に、ステータコイル（４０）を永久磁石（３４）の径方向の外側に配設するよりも径方向の体格をより小さくすることができる。従って、自動水栓装置を小型化することができる。
また、請求項１１に記載の発明では、噴流口（４）は、ボディー（２ａ）に形成された複数個の小孔であることを特徴としている。請求項１１に記載の発明によれば、噴流口（４）から高流速の旋回流が得られることができる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態の具体的手段との対応関係を示すものである。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態を図１ないし図３に基づいて説明する。図１は、本発明の発電装置を適用した自動水栓の給水装置の全体構成を示す模式図である。本実施形態の給水装置は、台所の流し台や洗面所の洗面器などの給水に用いるものであり、水栓（図示せず）が設置される洗面台もしくは流し台などのシンク下に給水装置を配設させて、電動にて給水および止水ができるとともに給水時に発電できるようになっている。

図１に示すように、給水装置は、青銅鋳物、または樹脂材料（例えば、ＰＰＳなど）よりなるボディー１、２が図示しないボルトなどの締結部材により連結固定され、ボディー２には、流入口３、噴流口である流出口４およびこれらを連通する水路６（図中に一点鎖線で示す）と後述する水車３１の回転軸３３を支持する軸穴５が形成されている。

この水路６の途中にはダイヤフラム式の主弁７がボディー１、２の間に挟持されている。この主弁７にはダイヤフラムプレート８がダイヤフラムホルダ９にて固設されている。また、主弁７は弁座１０に着座可能であるとともに、バネ１１により着座方向に付勢されている。また、流入口３の上流側には、３０メッシュ程度の図示しないフィルタが設けられている。これは水路６に大きなごみが流れて弁座１０に噛みこんで、弁シール不良などを起こすのを防止するためである。合成樹脂製のダイヤフラムプレート８には、水路６と後述する主室１２とを貫通するオリフィス孔８ａが複数個貫通状態にて形成されている。

また、噴流口である流出口４は、下流側に設けられる後述する水車３１にあてる水流の流速を高めるとともに、その水流が水車３１の軸方向に対して旋回するように構成されている。因みに、本実施形態では、軸穴５を中心として外側の円周方向に複数（例えば、２〜４個）の小孔（例えば、φ２〜３ミリ程度）を形成するとともに、これらの小孔が斜め（例えば、４５°程度）に傾けて形成されている。

次に、主室１２は、主弁７にて区画形成され、この主室１２はダイヤフラムプレート８のオリフィス孔８ａにて、主弁７の上流側水路６と連通している。また、主室１２はボディー２に形成された通路１５を介して副室１６に連通され、副室１６は通路１７を介して流出口４と連通している。

そして、通路１５と通路１７とを開閉するための電磁弁２７が配設されている。この電磁弁２７は、副室１６内に円柱状の可動コア１８が設けられ、可動コア１８の先端面が通路１７の開口面に着座して通路１７を閉塞し得るようになっている。また、可動コア１８の後端面は僅かに隙間して固定コア１９が対向配置されている。この固定コア１９はコイル２０内に固定され、コイル２０はヨーク２１、第１リング２２、環状磁石２３、第２リング２４を介してボディー１に固定されている。

環状磁石２３は板厚方向に着磁されている。さらに、コイル２０、リング２２、２４、環状磁石２３の内孔を貫通するように円筒状シリンダ２５が設けられ、その内部に固定コア１９が挿入されるとともに、可動コア１８が軸線方向に移動可能に挿入されている。また、可動コア１８と固定コア１９との間には圧縮コイルバネ２６が介在され、可動コア１８を着座方向に付勢している。なお、電磁弁２７は図示しない電気制御装置から開閉信号を受けて制御される。

次に、本発明の要部である発電装置である発電手段３０について説明する。本実施形態の発電手段３０は、水路６を流れる水流を当てて回転する水車３１、水車に固設された永久磁石３４、および永久磁石３４の回転により起電力を発生するステータコイル４０から構成され、ボディー２の流出口４に図示しない締結部材により連結固定されている。

水車３１は、図２（ａ）および図２（ｂ）に示すように、軸流式の水車３１であり、ポリアセタール製の水車本体３２にステンレス鋼製の回転軸３３が貫通した状態で固定されている。そして、水車本体３２には、流出口４からの水流をあてるための複数個（例えば、４枚）の羽根部３２ａが回転軸３３の外側に放射状に設け、本実施形態では、上述した流出口４の傾き（例えば、４５°程度）に応じた傾き角（例えば、３０から４５°程度）を有するものである。これにより、流出口４からの水流が水車３１の軸方向に対して旋回する水量のエネルギーをあて易いように形成したものである。

また、水車３１の一端には、羽根部３２ａの外側に円周が帯状の外筒部３２ｂおよび突起部３２ｃが形成されている。そして、この外筒部３２ｂおよび突起部３２ｃの端面に当接するように略円筒形状からなる永久磁石３４が固設されている。従って、流出口４からの水流が外筒部３２ｂおよび永久磁石３４の内側を流れるように構成させている。なお、この永久磁石３４は、水車３１の円周方向にＮ、Ｓ極が交互に着磁されている。

また、図１に示すように、水車３１の回転軸３３の下端部は支持部材３５に固設されたテフロン（登録商標）系樹脂よりなるラジアル軸受３６にて支持されるとともに、上端部はボディー２に形成された軸孔５に枢軸されている。そして、水車３１、永久磁石３４および支持部材３５を覆うようにステンレス鋼の薄板よりなるケース３７が設けられている。

さらに、永久磁石３４の外周側におけるケース３７に接するように軟磁性材料よりなるヨーク３８がボディー２に図示しない締結部材にて固定され、ヨーク３８の内部にはステータコイル４０を巻装したコイルボビン４１が装着されている。このステータコイル４０は図示しない端子を介して外部の図示しない蓄電手段に接続されている。

なお、ボディー２とケース３７とはＯリング３９にて密閉されている。また、３５ａは、支持部材３５に形成された流出口であり、下流側の水栓（図示せず）に接続される。このように、水車３１および永久磁石３４は、水路６中を流れる水が直接あたる位置に配置されている。従って、給水時に、流出口４から流れる水流を永久磁石３４の内周側に流すことで、羽根部３２ａに水流を当てて水車３１、および永久磁石３４を回転させる。

また、流出口３５ａの下流に設けられる水栓（図示せず）には、人体（例えば、人の手）や物を検知する検知手段である発光素子および受光素子からなる赤外線センサ（図示せず）と、この赤外線センサ（図示せず）からの検知信号に基づいて上述の電磁弁２７の開閉を制御する制御手段である電気制御装置（図示せず）とを設けて、水栓の吐水口近傍における人の手などの有無を赤外線センサ（図示せず）によって検知するとともに、電気制御装置により電磁弁２７の開閉を制御して、吐水口における給水、止水を制御するように構成されている。

次に、以上の発電手段３０を流出口４に構成した給水装置の作動を説明する。図１に示すように、まず、赤外線センサ（図示せず）により人の手の有りが検知されることで電気制御装置（図示せず）により電磁弁２７が制御される。つまり、電磁弁２７において、可動コア１８の閉弁状態においてコイル２０に通電しないときには、環状磁石２３からの磁束が第２リング２４、可動コア１８、固定コア１９、ヨーク２１、第１リング２２、環状磁石２３の順に流れる。

これにより、可動コア１８と固定コア１９との間には吸引力が働く。しかし、固定コア１９と可動コア１８との離反距離が大きいので、これらコア同志の吸引力は弱く、バネ２６の付勢力が磁気吸引力を上回り、可動コア１８は閉弁状態を継続する。

そして、可動コア１８の閉弁状態においてコイル２０に上記磁束と同方向の磁束が発生する方向（これを正方向と定義する）に電流を流すと環状磁石２３による磁気吸引力が増大し、可動コア１８はバネ２６の付勢力に打ち勝って固定コア１９に接近する。そして、一度、可動コア１８が固定コア１９に接近し始めるとこれらコア１８、１９間のギャップが小さくなり、磁束吸引力がさらに大きくなり、可動コア１８は強固に吸引保持され、可動コア１８が開弁状態となる。

この可動コア１８が開弁状態になったときにコイル２０への通電を停止してもコア１８、１９間のギャップが小さいので環状磁石２３の磁束による磁気吸引力だけでバネ２６の付勢力を上回り、可動コア１８は開弁状態を継続する。この可動コア１８の開弁状態から前記永久磁石３４の磁束と逆方向に磁束を発生するように（これを逆方向と定義する）コイル２０に通電すると、固定コア１９に環状磁石２３からの磁束と反対向きの磁束が生じ、バネ２６の付勢力が磁気吸引力を上回り、可動コア１８は固定コア１９から離反し閉弁状態になる。

図１に示すように、可動コア１８が閉弁し主弁７が弁座１０に着座した状態においては、主弁７よりも上流側の水路６と主室１２がオリフィス孔８ａを介して連通して、上流側水路６と主室１２内との水圧が等しくなりバネ１１の付勢力と受圧面積との差分の水圧による力が働き、主弁７が弁座１０に着座した状態が保持される。

この状態において、コイル２０に正方向の電流を通電すると可動コア１８が移動して通路１７の開口部が開き、通路１５、副室１６、通路１７、流出口４が連通して主室１２内が水車３１の上流側と連通する。これにより、主室１２の水が通路１５、副室１６、通路１７、流出口４を通って水車３１に流出し主室１２の圧力が上流側水路６の圧力より低くなり、主弁７の上流側水路６の水圧により主弁７が弁座１０から離れ、通水状態となる。この通水状態において、コイル２０に逆方向の電流を流すと可動コア１８が閉弁し、オリフィス孔８ａを通って水が徐々に主室１２内に流れ込み、主弁７が次第に弁座１０に接近しついには止水状態になる。

次に、発電手段３０の作動を説明すると、図１に示すように、主弁７が閉じている状態においては、止水状態であり、水車３１および永久磁石３４は静止状態となっている。そして、この状態から主弁７が開くと、水車３１の羽根部３２ａに流出口４からの水流があたり水車３１が回転する。このようにして、５〜１５Ｌ／分の給水が行われるとともに、水車３１の回転にともない永久磁石３４が回転し、永久磁石３４からヨーク３８に伝わる磁束の流れが変化し、この変化を妨げる方向にステータコイル４０に電流が流れ発電が行われるものである。

ここで、水流の流速を高めるための噴流口である流出口４の個数を、本実施形態では、２〜４個が良いと説明したが、これを図３に基づいて説明する。図３は、流出口４を２〜４個に可変させたときの水車３１の回転数と流量との関係を示す特性図であり、同一の穴径（例えば、φ２ミリ程度）および同一の羽根部３２ａ（例えば、羽根数を４個とする。）における流量に応じた水車３１の回転数を測定した結果である。図３に示すＡは流出口４の個数が２個、Ｂは３個、Ｃが４個であって、Ｄは従来品であるフランシス型の水車における回転数と流量との関係を示している。

これによると、Ｂに示す３個のときがＤに示す従来品と略同等の特性を示すとともに、図示していない圧力損失においてもＤに示す従来品と略同等の特性が得られた。これにより、好ましくは流出口４の個数が４個で、より好ましくは２もしくは３個とすることで、低流量であっても発電能力の高い発電装置ができる。

以上の第１実施形態の発電手段３０によれば、従来のフランシス型の水車においては、水車３１の外周方向から水流を羽根部３２ａにあてるように構成させることで、発電手段３０の径方向の体格が大きくなる。しかも、水車３１の回転軸３３の下方に羽根部３２ａを、上方に永久磁石３４を離隔して固設させることで水車３１の軸方向の長さが長くなることで、発電手段３０の軸方向の体格も大きくなってしまう。

そこで、本発明では、水車３１の羽根部３２ａを径方向が小さくできる軸流式にし、かつ羽根部３２ａが永久磁石３４の内側、つまり、軸方向に流れる水流により回転されるように構成したことにより、永久磁石３４を羽根部３２ａと離隔させることがないため、軸方向の長さを短くすることができる。これにより、水車３１の径方向および軸方向を小さくすることができるため、発電手段３０の小型化が図れる。また、羽根部３２ａを回転軸３３の外側に複数個形成したことにより、軸方向に流れる水流のエネルギーを均等に回転力に変換できるとともに、高効率の発電電力を得ることができる。

また、羽根部３２ａにあてる水流の流速を高める複数の流出口４を設けることにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。さらに、流出口４を傾斜させることで羽根部３２ａにあたる水流が旋回するようにできる。そして、旋回された水流を羽根部３２ａにあてることにより、低流量の水流であっても高効率の発電電力を得ることができる。

（第２実施形態）
以上の第１実施形態では、永久磁石３４と羽根部３２ａを形成した水車３１とが永久磁石３４の内側に羽根部３２ａが収納されるように固設させたが、これに限らず、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、永久磁石３４の上流側に羽根部３２ａを形成しても良い。つまり、本実施形態では、永久磁石３４の内側は、水車３１の羽根部３２ａの下流端であって、この部位には羽根部３２ａに当たった水流が流れる水路を形成されたものである。

これによると、第１実施形態よりも永久磁石３４内側の通水損失の低減ができるので、径方向の体格を小型化できるが、軸方向の長さが第１実施形態よりも長くなるため体格がやや大きくなる。しかし、従来のフランシス型の水車よりも小型化が図れる。

なお、本実施形態では、発電手段３０を水路６中に配置した給水装置であって、自動水栓の給水装置とは限らず、本発明は、水車３１に水流を当てて永久磁石３４を回転させて起電力を発生する発電装置に適用されるものである。また、図４（ａ）および図４（ａ）中の２および２ａは水路６を形成するボディーである。また、図中に示す符号は、第１実施形態と同じ構成のものは、第１実施形態と同じ符号を付して説明は省略している。

（第３実施形態）
以上の実施形態では、永久磁石３４の径方向の外側にヨーク３８を介してステータコイル４０を配設したが、これに限らず、永久磁石３４の軸方向にステータコイル４０およびヨーク３８を配設しても良い。具体的には、図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、水車本体３１の羽根部３２ａの外周側に略円筒形状からなる永久磁石３４が固設している。従って、以上の実施形態と同様に、流出口４からの水流は、永久磁石３４の内側を流れるように構成させている。

また、図５（ａ）に示すように、水車３１、永久磁石３４を覆うようにステンレス鋼の薄板よりなるケース３７が設けられ、永久磁石３４の軸方向、つまり、永久磁石３４の左側端面側におけるケース３７に接するようにヨーク３８がボディー２に図示しない締結部材にて固定され、ヨーク３８の内部にステータコイル４０を巻装したコイルボビン４１が装着されている。

ここで、本実施形態の永久磁石３４では、永久磁石３４の着磁方向を、図６（ａ）に示すように、アキシャル配向（軸方向）にＮ、Ｓ極が交互に着磁させることで、ヨーク３８およびステータコイル４０を永久磁石３４の軸方向に配設ができるものである。因みに、以上の実施形態の永久磁石３４では、永久磁石３４の着磁方向を、図６（ｂ）に示すように、ラジアル配向（円周方向）にＮ、Ｓ極が交互に着磁させることで、ヨーク３８およびステータコイル４０が永久磁石３４の径方向の外側に配設される。以上の第３実施形態の発電手段３０によれば、永久磁石３４の径方向の外側に配設する第１、第２実施形態よりも径方向の体格をより小さくすることができる。

（第４実施形態）
以上の実施形態では、軸流式の水車３１を用いた発電装置である発電手段３０をシンク下に設ける自動水栓の給水装置に適用させたが、これに限らず、軸流式の水車３１を用いる発電手段３０を有し、かつ給水装置を構成する構成部品を台所のシンクに給水する水栓内に配設させても良い。

本実施形態では、台所用水栓の蛇口の先端部、つまり、吐水口の近傍に給水装置を構成する各構成部品を配設させたものであり、以下、図７ないし図１０に基づいて説明する。図７および図８は、本発明による発電装置付自動水栓装置の概略構成を示す構成図であり、図９は、発電装置付自動水栓装置の外観を示す（ａ）正面図、（ｂ）側面図であり、図１０は発電装置付自動水栓装置に係わる各構成部品の電気ブロック図である。

本実施形態の発電装置付自動水栓装置は、図７および図８に示すように、給水源から吐水口にかけての水路６を形成するボディー１、２と、この水路６を開閉する電磁弁２７と、水路６の流水により水車３１を回転させて発電する発電手段３０と、人体や物を検知する検知手段である赤外線センサ４６と、赤外線センサ４６の他に手動操作により給水、止水をする操作手段であるマニアルスイッチ４７と、発電手段３０からの発電された電力を蓄えるとともに、後述する電気制御装置５０の電源を構成する蓄電手段である複数個のコンデンサ５２および赤外線センサ４６からの検知信号およびマニアルスイッチ４７からの操作信号に基づいて電磁弁２７を開閉制御する制御手段である電気制御装置５０と、蓄電手段であるコンデンサ５２をバックアップするための電池手段であるボタン電池５３とを備えている。なお、４２は整流板であり支持部材３５の流出口３５ａから吐水された水流を動圧から静圧に整流させて吐水口４２ａから外部に吐水するようになっている。

そして、これらの構成部品は、図７ないし図９に示すように、蛇口の吐水口近傍、つまり、蛇口先端部である上カバー４４、および下カバー４５内に配設されている。４３は蛇口パイプであって、下流端が上カバー４４、下カバーおよびボディー１、２に固定され、上流端が給水源に接続されて、給水が水路６に導かれるように構成している。

なお、これらの構成部品のうち、水路６、ボディー１、２、電磁弁２７、発電手段３０については、第１ないし第３実施形態で説明したので同一の符号を付して説明は省略する。ここでは、これら以外の構成部品である検出手段である赤外線センサ４６、蓄電手段であるコンデンサ５２、制御手段である電気制御装置５０、操作手段であるマニアルスイッチ４７、電池手段であるボタン電池５３について図１０に示す電気ブロック図に基づいて構成およびそれぞれの作動を説明する。

まず、電気制御装置５０は、図１０に示すように、夫々、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを中心とした周知のマイクロコンピュータからなるＣＰＵ５１ａ、電磁弁２７を駆動する駆動回路５１ｂ、および発電手段３０からの電力を整流、蓄電する整流蓄電回路５１ｃを有する電子制御部品類から構成された二つに分割した回路基板５１ｄ（図８参照）であってボディー１、２に固設している。

そして、電磁弁２７が駆動回路５１ｂに接続され、コンデンサ５２が複数個（例えば、３個）設けて、ＣＰＵ５１ａと整流蓄電回路５１ｃに接続するように二つの回路基板５１ｄ（図８参照）にそれぞれ配設されている。これにより、電磁弁２７が作動して水路６に水流が流れると、発電手段３０からの発電された電力をコンデンサ５２に蓄えることができる。

次に、赤外線センサ４６は、吐水口４２ａ下方に差し入れする人体（本実施形態では、人の手）の有無を検知するためのセンサで有り、吐水口４２ａの近傍に下方に向けて設けられている。この赤外線センサ４６は赤外線を吐水口４２ａ下方へ向けて発光する発光素子と、それ自身に入射される赤外線の量に応じて受光電圧を発する受光素子を備えており、この受光電圧が電気制御装置５０のＣＰＵ５１ａに入力されるものである。

これにより、吐水口４２ａ下方における人の手などの有無を検知することにより、受光素子が受光する赤外線量が変化し受光電圧が変化する。この受光電圧の変化に基づいて電気制御装置５０が電磁弁２７の開閉を制御して、吐水口４２ａにおける給水、止水を制御する。なお、この赤外線センサ４６の作動は、上述したコンデンサ５２からの電源の給電により検知するものであって、このコンデンサ５２の蓄電容量に応じて人体検知する検知周期を可変させるとともに、低い蓄電容量のときには検知を停止するようになっている。

従って、コンデンサ５２の蓄電容量が低い時のバックアップ電源として乾電池であるボタン電池５３を設けるとともに、コンデンサ５２と電気的に接続するように構成して回路基板５１ｄの近傍に配置している。さらに、コンデンサ５２の蓄電容量が低く、かつボタン電池５３の電池容量が低下したときには、手動操作によるマニアルスイッチ４７を操作するようにしている。

このマニアルスイッチ４７は操作のし易い蛇口先端頭部に設けられており、このスイッチ４７を手動操作することで、操作信号が電気制御装置５０に入力されて赤外線センサ４６による検知信号がなくても電磁弁２７の開閉を制御するようにしてある。従って、マニアルスイッチ４７を操作することで電磁弁２７の開閉を制御して吐水口４２ａから給水するとともに、流水により発電手段３０が発電されてコンデンサ５２に電力が蓄えられることになる。

なお、本実施形態では、水路６を形成するボディー１、２、電磁弁２７、発電手段３０、赤外線センサ４６、コンデンサ５２、電気制御装置５０、マニアルスイッチ４７、ボタン電池５３を全て蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したが、これに限らず、少なくともボディー１、２、電磁弁２７、発電手段３０、赤外線センサ４６、コンデンサ５２、電気制御装置５０を蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設することが望ましい。

また、本実施形態では、上記構成部品を台所用水栓の蛇口先端部に配設したが、これに限らず、キッチン用シャワー水栓の先端に構成するシャワーヘッド部内に上記構成部品を配設しても良い。この場合には、赤外線センサ４６を用いずに、マニアルスイッチ４７を配設し、このマニアルスイッチ４７による操作信号に基づいて電磁弁２７の開閉制御をさせるようにしても良い。また、発電手段３０において、第３実施形態のように、永久磁石３４の軸方向にステータコイル４０を配設しても良い。

以上の構成による発電装置付自動水栓装置によれば、水車３１の外周方向から水流を羽根部３２ａにあてるように構成する発電手段３０を有するとともに、自動水栓装置を構成する上記構成部品を蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したことにより、従来が、水栓に設けられた赤外線センサ４６と、ボディー１、２、電磁弁２７および発電手段３０と、コンデンサ５２および電気制御装置５０とを別体もしくは一体に設けてシンク下に設置していた給水装置よりも設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。従って、シンク下への設置空間が不要となる。

また、赤外線センサ４６と電磁弁２７、発電手段３０と、コンデンサ５２および電気制御装置５０とを蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したことにより、特に、電気系統の設置工事がより簡素化できる。従って、自動水栓装置の普及の促進が図れる。また、コンデンサ５２をバックアップするための電池を従来が単三型、単四型の乾電池などを用いていたものを、例えば、ボタン型の乾電池を用いて、蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したことにより、装置がより小型化にできるとともに、シンク下に配置されていた従来よりも電池交換の作業性が向上する。

さらに、乾電池の他に、直接商用電源より電源を取り入れる方式や、商用電源（ＡＣ１００Ｖ）からＤＣ電源に変換するＤＣアダプターを用いて電源を取り入れる方式のものと比較して、電気系統の設置工事を不要とするこができる。また、手動操作によるマニアルスイッチ４７を蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したことにより、コンデンサ５２に蓄電電力が不足して赤外線センサ４６が検知していないときにも手動により強制的に給水、止水の操作ができる。

（第５実施形態）
以上の第４実施形態では、軸流式の水車３１を用いる発電手段３０を有する発電装置付自動水栓装置を構成する各構成部品を台所用水栓の蛇口先端部内に配設したが、これに限らず、洗面器に給水する手洗い用水栓に軸流式の水車３１を用いる発電手段３０を有する発電装置付自動水栓装置を構成する各構成部品を蛇口先端部内に配設しても良い。

具体的には、図１１に示すように、手洗い用水栓の吐水口近傍に、水路６を形成するボディー１、２、電磁弁２７、発電手段３０、赤外線センサ４６、コンデンサ５２、電気制御装置５０、マニアルスイッチ４７、ボタン電池５３を蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設したものである。

以上の手洗い用の発電装置付自動水栓装置によれば、従来の自動水栓の給水装置では、赤外線センサ４６以外が洗面器下に設置されていた方式よりも、設置工事が簡素化できるとともに、装置全体の体格を小型化できる。従って、シンク下への設置空間が不要となる。

なお、本実施形態では人体を検知する検知手段として赤外線センサ４６およびマニアルスイッチ４７を用いたが、これらの他に非接触式タイプの操作手段であるスイッチ４７ａを設けても良い。このスイッチ４７ａはフリップフロップ式のスイッチであって、一度手を翳すと作動しもう一度翳すと停止するスイッチである。

具体的には、図１２に示すように、蛇口上部にスイッチ４７ａを設け、このスイッチ４７ａに一度手を翳すことで操作信号が電気制御装置に入力されて電磁弁２７が開弁されて給水、もう一度手を翳すことにより電磁弁２７が閉弁されて止水が行なわれる。これにより、操作性が良好であるとともに、赤外線センサ４６を不要とすることで人体検知の制御回路が簡素にできるため回路基板５１ｄが小型にできる。なお、発電手段３０を第３実施形態のように、永久磁石３４の軸方向にステータコイル４０を配設することにより手洗い用水栓の外形を小型化ができる。

（第６実施形態）
以上の第４、第５実施形態では、軸流式の水車３１を用いる発電手段３０を有し、かつ給水装置を構成する構成部品を台所のシンクに給水する水栓内および手洗い用水栓内に配設したが、これに限らず、湯張り用定量止水栓に応用しても良い。

本実施形態の湯張り用定量止水栓１００は、図１３に示すような外観を示しており、浴室内の壁面に取り付けるタイプであって、特に、浴槽内にお湯張りを行なうときに、水栓本体１１０の上方に設けられた操作パネル１２０内の操作手段であるお湯張りスイッチ４７ｂをタッチすることで、吐水管１３０より所望する湯温の混合水を自動で吐水して、予め設定された目標お湯張り量分のお湯張りを完了したときに自動止水する自動水栓装置である。

また、水栓本体１１０の右端面に温調ハンドル１４０が設けられ、この温調ハンドル１４０を回転させることで、後述する湯水混合手段２００による混合水の湯温の設定温度を可変できるようになっている。また、水栓本体１１０の左端面には、流路切換ハンドル１５０が設けられ、流路切換ハンドル１５０を回すことにより、混合水を吐水管１３０またはシャワーホース１６０のいずれか一方に吐水するように切り換える。

なお、水栓本体１１０の下方には、図示しない給水配管を介して上水（水道管）に接続され、常温の水が流入される冷水流水路１７０と、図１３では図示されてないが、図示しない給湯配管を介して給湯器などに接続され、給湯器から吐出される湯が流入される温水流水路１８０とが備えられている。

ここで、本実施形態では、特願２００１−２８３５９５号明細書にて出願した自動水栓装置において、水栓本体１１０内部に構成する湯と水とを混合する湯水混合手段２００の下流側に構成する各構成部品を上記構成部品に置き換えたものである。具体的には、図１４に示すように、冷水流水路１７０および温水流水路１８０には、湯水混合手段２００の上流側に、それぞれ水側流量調整弁１７０ａ、湯側流量調整弁１８０ａおよびストレーナ付き逆止弁１７０ｂ、１８０ｂが配設されている。水側流量調整弁１７０ａおよび湯側流量調整弁１８０ａは、冷水流水路１７０および温水流水路１８０に流入される水と湯の流量を調整するための調整弁である。

また、ストレーナ付き逆止弁１７０ｂ、１８０ｂは、流入される水および湯に含まれる鉄錆、砂利などの固形物をろ過するストレーナと、上流側の給湯器および上水（水道水）側に逆流することを防止する逆止弁とで構成されている。

次に、湯水混合手段２００は、内部にサーモワックスなどの感温体が収容されたサーモスタットからなり、温調ハンドル１４０によって設定された設定温度に応じて水と湯との混合比を調節する弁体である。そして、所望の湯温に混合された混合水は、スリット孔２２０ｃより流出され、本実施形態では、３方向に分岐される。そのうちの一つはお湯張り制御用の水路６に導かれ、その他は浴槽の洗い場またはシャワーなどに混合水を吐水するための混合水用の水路６ａに設けられた流水路切換調整弁７０に導かれる。

次に、お湯張り制御用の水路６には、その流水路を開閉する流水開閉手段３００と、この流水開閉手段３００の下流に、混合水の流水エネルギーにより水車３１を回転させて発電する発電手段３０とで構成されている。なお、このお湯張り制御用の水路６は、上流端が湯水混合手段２００のスリット孔２２０ｃに接続され下流端が吐水管１３０に接続されている。

この流水開閉手段３０には、ソレノイドなどからなる電磁弁２７とこの電磁弁２７により開閉動作を行なうオリフィス孔８ａと、ダイヤフラムなどからなる主弁７とで構成され、電磁弁２７を通電させて、混合水の一部を導いたオリフィス孔８ａを開弁することで、ダイヤフラムを作用させて主弁７を開弁させるようになっている。なお、電磁弁２７は、制御手段である電気制御装置５０により制御される。

次に、発電手段３０は、以上の実施形態と同様の水車３１と、この水車３１に固設された永久磁石３４と、この永久磁石３４の回転により起電力を発生するステータコイル４０とから構成されている。そして、ステータコイル４０で発電された電力は電気制御装置５０を介してコンデンサ５２に蓄えるように構成されている。

また、本実施形態では、吐水管１３０から流出する吐水量を測定するために、水車３１の回転数を検出するための吐水量測定手段である回転センサ４０ｃが設けられ、検出した回転数信号を制御装置５０に出力するように接続されている。なお、ここで説明する吐水量は、混合水が吐水管１３０から吐水する流量Ｌ／ｍｉｎを示すものであって、この吐水量と水車３１の回転数との関係は、回転数に基づいて吐水量が求められるように予め設定されている。

従って、回転数を検出することで吐水量が測定できるようにしてある。なお、ここでは、吐水量を測定するために回転センサ４０ｃを設けたが、これに限らず、ステータコイル４０で出力される出力波形カウントすることで回転数の信号としても良い。

以上の構成による湯張り用定量止水栓１００によれば、水車３１の外周方向から水流を羽根部３２ａにあてるように構成する発電手段３０を有するとともに、その他の構成部品を水栓本体１１０内に配設することにより、上述した第４、第５実施形態と同様に湯張り用定量止水栓１００が小型にできる効果を奏する。

また、本実施形態では、軸流式の水車３１を用いる発電手段３０を湯張り用定量止水栓１００に適用させたが、これに限らず、冷水と給湯器からの温水を所望する湯温に混合させる湯水混合水栓に適用させても良い。具体的には、図１５に示すように、周知の湯水混合水栓１００ａの吐出管１３０ａに少なくとも、水路６を形成するボディー１、２、電磁弁２７、発電手段３０、コンデンサ５２、電気制御装置５０、マニアルスイッチ４７、ボタン電池５３を蛇口先端の上カバー４４、下カバー４５内に配設しても良い。これにより、周知の湯水混合水栓１００ａが容易に定量方式の自動水栓装置に変更することができる。

（他の実施形態）
以上の実施形態の永久磁石３４は、水車３１のラジアル方向およびアキシャル方向にＮ、Ｓ極が交互に着磁させた略円筒状に一体に形成したが、これに限らず、断面形状を略円筒状とは限らず多角形状に形成しても良い。

また、以上の実施形態では、永久磁石３４を水車３１の外周側に固設して一体に形成したが、これに限らず、水車本体３２、羽根部３２ａ、外筒部３２ｂなどを永久磁石３４と同じ塑性特性を有する磁性材料（例えば、プラチックスマグネット材）で形成し、塑性加工による一体成形で形成しても良い。これによれば、水車３１の径方向がより小さくすることができることで発電手段３０の小型化が図れる。

また、以上の実施形態の発電装置付自動水栓装置は、台所の流し台や洗面器などの給水用および湯張り用の水栓に適用したが、これに限らず、公共向けの手洗い用自動水栓装置、公共向けのトイレ用自動水栓などにも適用できるのは勿論である。さらに、以上の実施形態の発電装置は、水道水や温水などの流体が流通する流路である水路６に設けて流体の流通により水車３１を回転させて発電させたが、水道水、温水などの流体の他にオイル、海水、空気などの流体を流通させ、その流体の流通により水車３１を回転させて発電させても良い。

なお、本実施形態に示した具体的な数値はあくまでも一例であり、本発明はこれらに限定されるものではない。

本発明の第１実施形態における発電装置３０の全体構成を示す模式図である。 本発明の第１実施形態における（ａ）は水車３１および永久磁石３４の形状を示す斜視図、（ｂ）は水車３１および永久磁石３４の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第１実施形態における水車３１の回転数と流量との関係を示す特性図である。 本発明の第２実施形態における（ａ）は発電装置３０の全体構成を示す模式図、（ｂ）は水車３１および永久磁石３４の構成を示す分解斜視図である。 本発明の第３実施形態における（ａ）は発電装置３０の全体構成を示す模式図、（ｂ）は水車３１および永久磁石３４の構成を示す分解斜視図である。 （ａ）は本発明の第３実施形態における永久磁石３４の着磁方向を示す説明図、（ｂ）は第１、第２実施形態における永久磁石３４の着磁方向を示す説明図である。 本発明の第４実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。 本発明の第４実施形態における発電装置付自動水栓装置の上カバー４４を外したときの構成を示す平面図である。 （ａ）は、図７に示す発電装置付自動水栓装置の外観を示す正面図、（ｂ）は図７に示す発電装置付自動水栓装置の外観を示す側面図である。 本発明の第４実施形態における発電装置付自動水栓装置の構成部品間の電気系統を示す電気ブロック図である。 本発明の第５実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。 本発明の第５実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す構成図である。 本発明の第６実施形態における発電装置付自動水栓装置の外観を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態における発電装置付自動水栓装置の全体構成を示す模式図である。 他の実施形態における発電装置付自動水栓装置の外観を示す斜視図である。

符号の説明

１、２、２ａ…ボディー
４…流出口（噴流口）
６…水路（流路）
２７…電磁弁
３０…発電手段
３１…水車
３２ａ…羽根部
３３…回転軸
３４…永久磁石
４０…ステータコイル
４４…上カバー（蛇口先端部）
４５…下カバー（蛇口先端部）
４６…赤外線センサ（検知手段）
４７…マニアルスイッチ（操作手段）
５０…電気制御装置（制御手段）
５２…コンデンサ（蓄電手段）
５３…ボタン電池（電池手段）

Claims (11)

1. 供給源から吐出口にかけて流体が流れる流路（６）に配され、回転軸（３３）に設けられた羽根部（３２ａ）に流体があたって回転する軸流式の水車（３１）と、
   少なくとも一部が前記水車（３１）の上流側に配設され、前記流路（６）の一部をなすボディー（２ａ）と、
   内側に前記流路（６）の一部が形成され、前記水車（３１）よりも外周に配設され、前記回転軸（３３）と同軸となるように固設される略円筒状の永久磁石（３４）と、
   前記永久磁石（３４）の回転により起電力を発生するステータコイル（４０）と、
   前記水車（３１）の下流側に配され、前記回転軸（３３）を支持する支持部材（３５）とを有し、
   前記水車（３１）の上流側となる前記ボディー（２ａ）の部位には、通過した流体が旋回するように前記水車（３１）の軸方向に対して斜めに形成された噴流口（４）が形成されており、
   前記羽根部（３２ａ）は、前記噴流口（４）の傾きに応じた傾き角を有し、上流端が前記噴流口（４）に近接して配設されており、
   前記支持部材（３５）には流出口（３５ａ）が形成されており、
   前記支持部材（３５）は、前記回転軸（３３）の軸方向において前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と離れて配されるとともに、前記回転軸（３３）と同軸となるように配されており、
   前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と前記支持部材（３５）との間には前記羽根部（３２ａ）にあたった水流が流れる水路が形成されており、
   前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と前記支持部材（３５）との間に形成され、前記永久磁石（３４）の内側に形成された水路の断面積は、前記支持部材（３５）が配される部位の水路の断面積よりも小さいことを特徴とする発電装置。
2. 前記水車（３１）は、前記羽根部（３２ａ）と前記永久磁石（３４）とが一体成形で形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発電装置。
3. 前記ステータコイル（４０）は、前記永久磁石（３４）の軸方向に離隔した状態で配設されたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の発電装置。
4. 前記噴流口（４）は、前記ボデー（２ａ）に形成された複数個の小孔であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の発電装置。
5. 給水源から吐水口にかけての水路（６）を形成するボディー（１、２、２ａ）と、
   前記水路（６）を開閉する電磁弁（２７）と、
   前記水路（６）の流水により水車（３１）を回転させて発電する発電手段（３０）と、
   前記発電手段（３０）からの発電された電力を蓄えるとともに、電源を構成する蓄電手段（５２）と、
   前記蓄電手段（５２）から給電され人体や物を検知する検知手段（４６）、もしくは手動操作により給水、止水の指令をする操作手段（４７）のうち、少なくとも一方と、
   前記検知手段（４６）からの検知信号および前記操作手段（４７）からの操作信号に基づいて、前記電磁弁（２７）を開閉制御して吐水口における給水、止水を制御する制御手段（５０）とを備える発電装置付自動水栓装置において、
   少なくとも前記ボディー（１、２、２ａ）、前記電磁弁（２７）、前記発電手段（３０）、前記蓄電手段（５２）、および前記制御手段（５０）が蛇口先端部（４４、４５）内に配設されており、
   供給源から吐出口にかけて流体が流れる流路（６）に設けられ、流体が回転軸（３３）に設けられた羽根部（３２ａ）にあたって回転する軸流式の水車（３１）と、
   少なくとも一部が前記水車（３１）の上流側に配設され、前記流路（６）の一部をなすボディー（２ａ）と、
   内側に前記流路（６）の一部が形成され、前記水車（３１）よりも外周に配設され、前記回転軸（３３）と同軸となるように固設される略円筒状の永久磁石（３４）と、
   前記永久磁石（３４）の回転により起電力を発生するステータコイル（４０）と、
   前記水車（３１）の下流側に配され、前記回転軸（３３）を支持する支持部材（３５）とを有し、
   前記水車（３１）の上流側となる前記ボディー（２ａ）の部位には、通過した流体が旋回するように前記水車（３１）の軸方向に対して斜めに形成された噴流口（４）が形成されており、
   前記羽根部（３２ａ）は、前記噴流口（４）の傾きに応じた傾き角を有し、上流端が前記噴流口（４）に近接して配設されており、
   前記支持部材（３５）には流出口（３５ａ）が形成されており、
   前記支持部材（３５）は、前記回転軸（３３）の軸方向において前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と離れて配されるとともに、前記回転軸（３３）と同軸となるように配されており、
   前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と前記支持部材（３５）との間には前記羽根部（３２ａ）にあたった水流が流れる水路が形成されており、
   前記羽根部（３２ａ）の下流側端部と前記支持部材（３５）との間に形成され、前記永久磁石（３４）の内側に形成された水路の断面積は、前記支持部材（３５）が配される部位の水路の断面積よりも小さいことを特徴とする発電装置付自動水栓装置。
6. 前記蛇口先端部（４４、４５）内には、前記検知手段（４６）が配設されたことを特徴とする請求項５に記載の発電装置付自動水栓装置。
7. 前記蓄電手段（５２）をバックアップするための電池手段（５３）が設けられ、前記蛇口先端部（４４、４５）内には、前記電池手段（５３）が配設されたことを特徴とする請求項５に記載の発電装置付自動水栓装置。
8. 前記蛇口先端部（４４、４５）内には、前記操作手段（４７）が配設されたことを特徴とする請求項５に記載の発電装置付自動水栓装置。
9. 前記水車（３１）は、前記羽根部（３２ａ）と前記永久磁石（３４）とが一体成形で形成されたことを特徴とする請求項５に記載の発電装置付自動水栓装置。
10. 前記ステータコイル（４０）は、前記永久磁石（３４）の軸方向に離隔した状態で配設されたことを特徴とする請求項５ないし請求項９のいずれか一項に記載の発電装置付自動水栓装置。
11. 前記噴流口（４）は、前記ボデー（２ａ）に形成された複数個の小孔であることを特徴とする請求項５ないし請求項１０のいずれか一項に記載の発電装置。

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