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JP7439566B2 - faucet generator - Google Patents
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Description

開示の実施形態は、水栓用発電機に関する。 The disclosed embodiments relate to faucet generators.

水栓装置には、たとえば、人体検知センサや、当該センサから送信される信号に基づいて給水路を開閉する電磁弁や、吐水口から吐出される水の温度に応じて水にあてる光の色を変えるためのLED(Light Emitting Diode)照明などの電気システムが組み込まれるようになってきている。 Faucet devices include, for example, human body detection sensors, electromagnetic valves that open and close the water supply channel based on signals sent from the sensor, and colors of light that shine on the water depending on the temperature of the water discharged from the spout. Electrical systems such as LED (Light Emitting Diode) lighting are being incorporated to change the lighting conditions.

これに伴い、水栓装置には、電気システムを動作させるために必要な電力を得るための手段のひとつとして、水力発電機が組み込まれる場合がある。 Along with this, a hydraulic power generator is sometimes incorporated into the faucet device as one means for obtaining the electric power necessary to operate the electrical system.

従来、水栓装置に組み込まれる水力発電機(以下、水栓用発電機という)には、小型であり、かつ、発電効率の高い、いわゆる軸流式のものがある。 Conventionally, hydraulic power generators (hereinafter referred to as faucet generators) incorporated in faucet devices include so-called axial flow type generators that are small and have high power generation efficiency.

軸流式の水栓用発電機は、たとえば、給水流路を有する給水管と、給水流路に対して略平行な回転軸と、回転軸まわりに回転可能な複数の羽根(インペラ)を有し、羽根の先端側に配置され羽根と共に回転軸まわりに回転する蓋を有するロータと、ロータと一体で回転可能なマグネットと、マグネットの回転で起電力が発生するコイルと、回転軸に対して略平行な方向から流れてくる水を、回転軸に対して略垂直な平面内で羽根の径外方向から羽根に向けて噴出する複数の孔を有するノズル部とを備える(たとえば、特許文献1参照)。 An axial-flow faucet generator, for example, has a water supply pipe having a water supply flow path, a rotation axis approximately parallel to the water supply flow path, and a plurality of impellers that can rotate around the rotation axis. The rotor has a lid that is placed on the tip side of the blade and rotates around the rotation axis together with the blade, a magnet that can rotate integrally with the rotor, a coil that generates an electromotive force by the rotation of the magnet, and a lid that rotates around the rotation axis together with the blade. and a nozzle portion having a plurality of holes that eject water flowing from a substantially parallel direction toward the blade from a radially outer direction of the blade within a plane substantially perpendicular to the rotation axis (for example, Patent Document 1 reference).

特開2014-167301号公報Japanese Patent Application Publication No. 2014-167301

ところで、水栓装置では、節水化が進み、このため、限られた水のエネルギーを有効利用しようと、水力から電気へ効率的に変換して発電効率を高めることが要求されている。 Incidentally, water faucet devices are becoming increasingly water-saving, and therefore, in order to effectively utilize the limited energy of water, it is required to efficiently convert water power into electricity to increase power generation efficiency.

しかしながら、上記したような従来の水栓用発電機では、羽根に向かう水流のうち羽根の先端と蓋面との間から羽根の後方へ逃げる水流が発生して水力から電気への変換効率が低下、すなわち、発電効率が低下することがある。このように、従来の水栓用発電機は、発電効率を高める点について改善の余地があった。 However, in the conventional faucet generators described above, some of the water flowing toward the blades escapes from between the tips of the blades and the lid surface to the rear of the blades, reducing the efficiency of converting water power into electricity. In other words, power generation efficiency may decrease. As described above, conventional faucet generators have room for improvement in terms of increasing power generation efficiency.

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、発電効率を高めることができる水栓用発電機を提供することを目的とする。 One aspect of the embodiment has been made in view of the above, and aims to provide a faucet generator that can improve power generation efficiency.

実施形態の一態様に係る水栓用発電機は、給水流入口から流入する水が流れる給水流路を有する給水管と、前記給水流路に配置される回転軸と、前記回転軸まわりに回転可能なインペラを有する動翼部材と、前記インペラの先端側を閉じるとともに該インペラと一体となって回転軸まわりに回転する蓋部材と、前記動翼部材の外周部において該動翼部材と一体となって回転可能なマグネットと、前記マグネットの回転によって起電力が発生するコイルと、前記給水流路を流れる水を該回転軸に対して略垂直な平面内で前記インペラの径外方向から該インペラに向けて噴出する孔を有するノズル部とを備え、前記蓋部材は、前記インペラと対向する面に、平面視において前記インペラの先端部に対応して放射状に配置され、該インペラのそれぞれの羽根の先端部が嵌まり込む複数の凹部を有する。 A faucet generator according to one aspect of the embodiment includes: a water supply pipe having a water supply channel through which water flows from a water supply inlet; a rotating shaft disposed in the water supply channel; and a rotating shaft rotating around the rotating shaft. a rotor blade member having a rotor impeller; a lid member that closes the tip side of the impeller and rotates around a rotating shaft integrally with the impeller; and a lid member that is integral with the rotor blade member at an outer peripheral portion of the rotor blade member a coil that generates an electromotive force by the rotation of the magnet; and a nozzle portion having a hole that ejects water toward the impeller, and the lid member is arranged radially on a surface facing the impeller in correspondence with the tip of the impeller in a plan view, and the lid member is arranged radially on a surface facing the impeller, and the lid member is arranged radially in a plane facing the impeller. It has a plurality of recesses into which the tip of the head fits.

このような構成によれば、インペラの羽根の先端部と蓋部材のインペラと対向する面(蓋面)との間が入り組んだ、いわゆるラビリンス構造となるため、インペラに向かう水流がインペラの羽根の先端部と蓋面との間から羽根の後方へ逃げにくい。このため、水流がインペラに対して効率的にあたることとなり、水力から電気への変換効率すなわち、発電効率を高めることができる。 According to such a configuration, a so-called labyrinth structure is created in which the space between the tip of the impeller blade and the surface of the lid member facing the impeller (lid surface) is intricate, so that the water flow toward the impeller flows through the impeller blades. It is difficult to escape to the rear of the blade from between the tip and the lid surface. Therefore, the water flow hits the impeller efficiently, and the conversion efficiency from hydraulic power to electricity, that is, the power generation efficiency can be increased.

また、水栓用発電機では、記蓋部材は、前記インペラと対向する面の平面視における中央部に前記回転軸が挿通される軸部が設けられ、前記インペラは、前記羽根および前記軸部の基端部の間に水が流入可能な隙間を有する。 Further, in the faucet generator, the cover member is provided with a shaft portion through which the rotating shaft is inserted in a central portion of the surface facing the impeller in a plan view, and the impeller has the blades and the shaft portion. There is a gap between the proximal ends through which water can flow.

このような構成によれば、インペラのそれぞれの羽根と軸部との間の隙間からノズル部へ流入してきた水が羽根を押した後に滞留することなく軸部の周りへ流れ込むため、効率的にインペラを回すことができる。その上、軸部の周りへ流れ込んだ水は適宜ノズル部へ流出される孔につながった複数の羽根の間の隙間から流出される際に羽根を再び押すことになるため、さらに効率的にインペラを回すことができる。 With this configuration, the water that flows into the nozzle part from the gap between each blade of the impeller and the shaft part pushes the blades and then flows around the shaft part without stagnation, so that the water can be efficiently The impeller can be rotated. In addition, the water that has flowed around the shaft pushes the blades again when flowing out through the gaps between the multiple blades connected to the holes that flow out to the nozzle, making the impeller more efficient. can be turned.

また、水栓用発電機では、前記凹部は、平面視において前記蓋部材の前記インペラと対向する面の外周縁から中心に至る途中まで延伸しており、前記羽根および前記基端部の間においては延伸していない。 Further, in the faucet generator, the recess extends halfway from the outer periphery of the surface of the lid member facing the impeller to the center in plan view, and extends between the blade and the base end. is not stretched.

凹部がインペラと対向する面の外周縁から中心にまで延伸していると、軸部の周りへ流れ込んだ水において凹部により渦流が発生してしまう可能性がある。そこで、このような構成によれば、軸部の周りへ流れ込んだ水において、渦流が発生してしまうことを抑制でき、ノズル部内において効率的に水を流すことができるため、より効率的にインペラを回すことができる。 If the recess extends from the outer periphery of the surface facing the impeller to the center, the recess may generate a vortex in the water flowing around the shaft. Therefore, according to such a configuration, it is possible to suppress the generation of vortices in the water flowing around the shaft part, and it is possible to efficiently flow water inside the nozzle part, so that the impeller can be more efficiently can be turned.

また、水栓用発電機では、前記軸部は、前記回転軸に沿って延伸しているとともに、延伸方向の両端部に前記回転軸の軸受けを有する。 Further, in the faucet generator, the shaft portion extends along the rotating shaft and has bearings for the rotating shaft at both ends in the extending direction.

このような構成によれば、たとえば、軸受けを離して設けることができ、遠い距離の離れた2点で回転軸を支持できるようになるため、回転軸の傾きを抑制するとともに蓋部材を回転軸まわりに安定して回転させることができる。 According to such a configuration, for example, the bearings can be provided separately, and the rotating shaft can be supported at two points separated by a large distance, so that the inclination of the rotating shaft can be suppressed and the lid member can be mounted on the rotating shaft. It can be rotated stably.

また、水栓用発電機では、前記軸部は、側面視において少なくとも前記マグネットと重なる位置まで延伸している。 Further, in the faucet generator, the shaft portion extends at least to a position overlapping the magnet in a side view.

このような構成によれば、軸受けを離して設けることができ、遠い距離の離れた2点で回転軸を支持できるようになるため、回転軸の傾きをより確実に抑制することができる。 According to such a configuration, the bearings can be provided apart from each other, and the rotating shaft can be supported at two points separated by a large distance, so that tilting of the rotating shaft can be suppressed more reliably.

また、水栓用発電機では、前記軸部は、側面視において前記動翼部材における前記インペラが配置された側とは反対側の端部まで延伸している。 Further, in the faucet generator, the shaft portion extends to an end of the rotor blade member on the opposite side to the side on which the impeller is disposed in side view.

このような構成によれば、軸受け位置を離すことができるため、回転軸の傾きをより確実に抑制することができる。 According to such a configuration, since the bearing positions can be separated, the inclination of the rotating shaft can be suppressed more reliably.

また、水栓用発電機では、前記蓋部材は、前記軸部が前記動翼部材における前記インペラが配置された側とは反対側の端部において突出し、突出した部分で固定される。 Further, in the faucet generator, the lid member has the shaft portion protruding from an end of the rotor blade member on a side opposite to the side where the impeller is disposed, and is fixed at the protruding portion.

このような構成によれば、蓋部材の軸部が動翼部材における反対側の端部から突出するため、突出した部分を溶着させるなど、蓋部材の固定に供することができる。また、蓋部材の軸部を動翼部材における反対側の端部で固定することで、たとえば、蓋部材を動翼部材におけるインペラが配置された側の端部で接着や溶着によって固定するような場合よりもインペラの回転などに対する影響を抑制することができる。 According to such a configuration, since the shaft portion of the lid member protrudes from the opposite end of the rotor blade member, the protruding portion can be used for fixing the lid member, such as by welding. Furthermore, by fixing the shaft portion of the lid member at the opposite end of the rotor blade member, for example, the lid member may be fixed by adhesion or welding at the end of the rotor blade member on the side where the impeller is arranged. It is possible to suppress the influence on the rotation of the impeller, etc.

また、水栓用発電機では、前記動翼部材は、前記インペラが配置された側とは反対側の端部に、該インペラおよび前記蓋部材の互いの位置を決定する位置決め部を有する。 Further, in the faucet generator, the rotor blade member has a positioning portion at an end opposite to the side on which the impeller is arranged, which determines the mutual positions of the impeller and the lid member.

このような構成によれば、動翼部材における反対側の端部でインペラと蓋部材との位置合わせが可能となるため、両者の位置合わせが容易となり、組み立て性を高めることができる。 According to such a configuration, since the impeller and the lid member can be aligned at the opposite end of the rotor blade member, alignment of both becomes easy and ease of assembly can be improved.

実施形態の一態様によれば、発電効率を高めることができる。 According to one aspect of the embodiment, power generation efficiency can be increased.

図1は、実施形態に係る水栓用発電機を備える水栓装置の説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram of a faucet device including a faucet generator according to an embodiment. 図2は、実施形態に係る水栓用発電機の分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view of the faucet generator according to the embodiment. 図3は、ロータの分解斜視図である。FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotor. 図4は、ロータの側断面図である。FIG. 4 is a side sectional view of the rotor. 図5は、動翼部材の斜視図である。FIG. 5 is a perspective view of the rotor blade member. 図6は、(a)動翼部材の平面図、(b)動翼部材の側面図、(c)動翼部材の底面図である。FIG. 6 is (a) a plan view of the rotor blade member, (b) a side view of the rotor blade member, and (c) a bottom view of the rotor blade member. 図7は、一方の蓋部材の斜視図である。FIG. 7 is a perspective view of one lid member. 図8は、(a)一方の蓋部材の平面図、(b)一方の蓋部材の側面図、(c)一方の蓋部材の底面図である。FIG. 8 is (a) a plan view of one lid member, (b) a side view of one lid member, and (c) a bottom view of one lid member. 図9は、他方の蓋部材の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view of the other lid member. 図10は、他方の蓋部材の平面図である。FIG. 10 is a plan view of the other lid member. 図11は、本例における水流の態様の説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram of the aspect of water flow in this example. 図12は、比較例における水流の態様の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of the aspect of water flow in a comparative example.

以下、添付図面を参照して、本願の開示する水栓用発電機の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a faucet generator disclosed in the present application will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments described below.

<水栓装置>
まず、図1を参照して実施形態に係る水栓用発電機10を備える水栓装置(自動水栓装置)1の一例について説明する。図1は、実施形態に係る水栓用発電機10を備える水栓装置1の説明図である。図1に示すように、水栓装置1は、使用者の手などを検知すると自動で吐水する自動水栓装置であり、たとえば、洗面台7などに設置される。水栓装置1は、配管8を介して、水道水などの流入口(図示せず)に接続される。
<Faucet device>
First, an example of a faucet device (automatic faucet device) 1 including a faucet generator 10 according to an embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an explanatory diagram of a faucet device 1 including a faucet generator 10 according to an embodiment. As shown in FIG. 1, a faucet device 1 is an automatic faucet device that automatically discharges water when a user's hand or the like is detected, and is installed, for example, in a wash basin 7 or the like. The faucet device 1 is connected to an inlet (not shown) for tap water or the like via a pipe 8.

水栓装置1は、本体2と、吐水口3とを備える。本体2は、たとえば、円筒状であり、水(水道水など)Wが供給される。本体2は、所定の固定位置に固定される。吐水口3は、本体2に供給される水Wを水栓装置1の外部に吐出する。 The faucet device 1 includes a main body 2 and a spout 3. The main body 2 has a cylindrical shape, for example, and is supplied with water (tap water or the like) W. The main body 2 is fixed at a predetermined fixed position. The spout 3 discharges water W supplied to the main body 2 to the outside of the faucet device 1 .

また、水栓装置1は、検知部4を備える。検知部4は、人体検知センサであり、たとえば、赤外線センサや電波センサである。検知部4は、使用者の手などを検知する。検知部4は、たとえば、吐水口3付近に配置される。 The faucet device 1 also includes a detection unit 4 . The detection unit 4 is a human body detection sensor, such as an infrared sensor or a radio wave sensor. The detection unit 4 detects a user's hand or the like. The detection unit 4 is arranged near the water spout 3, for example.

また、水栓装置1は、給水流路5と、電磁弁6とを備える。給水流路5は、水栓装置1の内部に形成される。給水流路5は、流入口から流入して配管8内を流れてくる水Wを、吐水口3に導く流路である。電磁弁6は、本体2内に配置され、給水流路5を開閉する。 The faucet device 1 also includes a water supply channel 5 and a solenoid valve 6. The water supply channel 5 is formed inside the faucet device 1 . The water supply channel 5 is a channel that guides water W flowing from the inlet and flowing through the pipe 8 to the water outlet 3. The electromagnetic valve 6 is arranged within the main body 2 and opens and closes the water supply channel 5.

なお、水栓装置1は、定流量弁や減圧弁(または調圧弁)をさらに備えてもよい。定流量弁は、電磁弁6の下流側に配置され、吐水量を一定に制限するための弁である。減圧弁(調圧弁)は、電磁弁6の上流側に配置され、水道の元圧(一次圧)が使用圧よりも大幅に高い場合などに減圧するための弁である。 Note that the faucet device 1 may further include a constant flow valve and a pressure reducing valve (or pressure regulating valve). The constant flow valve is a valve that is arranged downstream of the electromagnetic valve 6 and is used to limit the amount of water discharged to a constant value. The pressure reducing valve (pressure regulating valve) is disposed upstream of the solenoid valve 6 and is a valve for reducing the pressure when the source pressure (primary pressure) of the water supply is significantly higher than the working pressure.

また、水栓装置1は、水栓用発電機10を備える。水栓装置1は、充電部(図示せず)と、制御部(図示せず)とをさらに備える。充電部は、水栓用発電機10で発電される電力を充電する。制御部は、検知部4や、電磁弁6の開閉などを制御する。水栓用発電機10は、電磁弁6や定流量弁よりも下流側に配置される。 The faucet device 1 also includes a faucet generator 10 . The faucet device 1 further includes a charging section (not shown) and a control section (not shown). The charging unit charges the electric power generated by the faucet generator 10. The control section controls the detection section 4 and the opening/closing of the electromagnetic valve 6. The faucet generator 10 is arranged downstream of the electromagnetic valve 6 and the constant flow valve.

水栓用発電機10が電磁弁6や定流量弁よりも下流側に配置されることで、水道の元圧(一次圧)が水栓用発電機10に直接作用することがないため、高い耐圧性を要求されず、信頼性やコストの点で有利となる。 Since the faucet generator 10 is placed downstream of the solenoid valve 6 and the constant flow valve, the source pressure (primary pressure) of the water supply does not directly act on the faucet generator 10, resulting in high It does not require pressure resistance and is advantageous in terms of reliability and cost.

また、充電部および制御部は、配線を介して接続され、本体2の上部であって給水流路5の上部よりもさらに上方となる位置に配置されることが好ましい。これにより、たとえば、給水流路5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、充電部や制御部が浸水するのを防ぐことができ、充電部や制御部の故障を防止することができる。 Further, it is preferable that the charging section and the control section are connected to each other via wiring and arranged at a position in the upper part of the main body 2 and further above the upper part of the water supply channel 5. As a result, even if, for example, water droplets condensing on the outer surface of the flow pipe forming the water supply flow path 5 fall or flow down the flow pipe, it is possible to prevent the charging section and the control section from being flooded with water. It is possible to prevent failures of the parts and control parts.

また、制御部は、水栓用発電機10の後述するコイルと配線を介して接続される。これにより、制御部を介して、コイルの出力(電力)が充電部に送られる。 Further, the control unit is connected to a later-described coil of the faucet generator 10 via wiring. Thereby, the output (power) of the coil is sent to the charging section via the control section.

水栓装置1は、生活空間において好適に使用することができる。水栓装置1の使用目的としては、たとえば、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ある。 The faucet device 1 can be suitably used in a living space. The purpose of use of the faucet device 1 includes, for example, a kitchen faucet device, a living/dining faucet device, a shower faucet device, a toilet faucet device, a washroom faucet device, and the like.

また、水栓用発電機10は、水栓装置1のような自動水栓装置に限らず、手動スイッチのオンオフによるワンタッチ式の水栓装置、水の流量をカウントして止水する定量吐水式の水栓装置、予め設定された設定時間を経過すると止水するタイマー式の水栓装置などに適用してもよい。また、水栓用発電機10によって発電された電力を、たとえば、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てもよい。 In addition, the faucet generator 10 is not limited to an automatic faucet device such as the faucet device 1, but also a one-touch type faucet device with a manual switch on/off, and a metered water discharge type that stops water by counting the flow rate of water. The present invention may be applied to a water faucet device, a timer type faucet device that shuts off water after a preset time, and the like. In addition, the electric power generated by the faucet generator 10 is used for, for example, lighting up, generating electrolyzed functional water such as alkaline ion water or silver ion-containing water, flow rate display (metering), temperature display, audio guide, etc. It's okay.

なお、水栓装置1では、吐水流量が、たとえば、毎分100リットル以下、好ましくは毎分30リットル以下に設定されている。洗面所用水栓装置では、毎分5リットル以下に設定されていることが望ましい。 In addition, in the faucet device 1, the water discharge flow rate is set to, for example, 100 liters per minute or less, preferably 30 liters per minute or less. In a bathroom faucet device, it is desirable to set the water flow to 5 liters per minute or less.

また、トイレ用水栓装置のような吐水流量が比較的大きい場合には、給水管20から水栓用発電機10に流れる水を分岐させ、水栓用発電機10を流れる水の流量を毎分30リットル以下となるように調整することが望ましい。 In addition, when the water discharge flow rate is relatively large, such as in a toilet faucet device, the water flowing from the water supply pipe 20 to the faucet generator 10 is branched, and the flow rate of water flowing through the faucet generator 10 is reduced per minute. It is desirable to adjust the amount to 30 liters or less.

このような流量調整を行うことで、流量が大きい場合に給水管20からすべての水Wを水栓用発電機10に流すことで後述するインペラ413の回転数が大きくなりすぎて騒音や回転軸の摩耗が増大する、という不具合の発生を抑えることができる。また、インペラ413の回転数が増大しても適正回転数でなければ過電流やコイル熱によるエネルギー損失が生じるため発電量が増大しない、などの不具合の発生も抑えることができる。 By adjusting the flow rate in this manner, when the flow rate is large, all the water W is allowed to flow from the water supply pipe 20 to the faucet generator 10, and the rotation speed of the impeller 413 (described later) becomes too large, causing noise and the rotation shaft. It is possible to suppress the occurrence of problems such as increased wear. Further, even if the rotation speed of the impeller 413 increases, if the rotation speed is not appropriate, energy loss occurs due to overcurrent or coil heat, so it is possible to suppress the occurrence of problems such as the amount of power generation not increasing.

<水栓用発電機>
次に、図2を参照して実施形態に係る水栓用発電機10の概略について説明する。図2は、実施形態に係る水栓用発電機10の分解斜視図である。
<Generator for faucets>
Next, an outline of the faucet generator 10 according to the embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an exploded perspective view of the faucet generator 10 according to the embodiment.

なお、図2には、鉛直上向き(上方)を正方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を示している。以下では、説明の便宜上、X軸の正方向を右方、X軸の負方向を左方、Y軸の正方向を前方、Y軸の負方向を後方と規定し、また、X軸方向を左右方向、Y軸方向を前後方向、Z軸方向を上下方向という場合がある。 Note that FIG. 2 shows a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z axis whose positive direction is vertically upward (upward). In the following, for convenience of explanation, the positive direction of the X-axis is defined as right, the negative direction of X-axis is defined as left, the positive direction of Y-axis is defined as forward, and the negative direction of Y-axis is defined as backward. The left-right direction, the Y-axis direction may be referred to as the front-rear direction, and the Z-axis direction may be referred to as the up-down direction.

図2に示すように、水栓用発電機10は、給水管20と、実体のある回転しない軸30と、ロータ40と、ステータ(図示せず)と、ノズル部50と、封止部60とを備える。 As shown in FIG. 2, the faucet generator 10 includes a water supply pipe 20, a substantial non-rotating shaft 30, a rotor 40, a stator (not shown), a nozzle part 50, and a sealing part 60. Equipped with.

給水管20は、大径部21と、中径部22と、小径部23とを備える。給水管20は、それぞれ円筒状の大径部21、中径部22および小径部23が軸方向(Z軸方向、すなわち、上下方向)に対して略平行に並ぶことで、段付き形状に形成される。給水管20は、給水流入口と、給水流出口とを有する。給水管20の内部には、配管8(図1参照)内の水が流れる給水流路が形成されている。なお、図2には、給水管20の内部における概略的な水の流れを矢線で示している。 The water supply pipe 20 includes a large diameter portion 21, a medium diameter portion 22, and a small diameter portion 23. The water supply pipe 20 is formed into a stepped shape by arranging a cylindrical large diameter portion 21, medium diameter portion 22, and small diameter portion 23 substantially parallel to the axial direction (Z-axis direction, that is, the vertical direction). be done. The water supply pipe 20 has a water supply inlet and a water supply outlet. A water supply channel is formed inside the water supply pipe 20, through which water in the pipe 8 (see FIG. 1) flows. In addition, in FIG. 2, the rough flow of water inside the water supply pipe 20 is shown by the arrow line.

また、給水管20の内部には、軸30が配置されるとともに、軸30の軸まわりに、ロータ40、ステータおよびノズル部50が配置される。給水管20は、大径部21に封止部60が取り付けられることで、大径部21の開口21aが封止される。 Further, a shaft 30 is arranged inside the water supply pipe 20, and a rotor 40, a stator, and a nozzle portion 50 are arranged around the shaft 30. In the water supply pipe 20, the sealing portion 60 is attached to the large diameter portion 21, so that the opening 21a of the large diameter portion 21 is sealed.

30は、給水流路に対して、たとえば、略平行となるように配置される。軸30は、後述するノズル部50に取り付けられる。軸30は、ノズル部50において、図示しない支持部によって支持される。 The shaft 30 is arranged, for example, substantially parallel to the water supply flow path . The shaft 30 is attached to a nozzle section 50, which will be described later . The shaft 30 is supported in the nozzle section 50 by a support section (not shown).

ロータ40は、軸30に対して、軸30の軸まわりに回転可能に取り付けられる。ロータ40は、動翼部材41と、蓋部材(以下、一方の蓋部材という)42と、マグネット43と、他方の蓋部材44とを備える。このうち、マグネット43は、円筒状であり、後述する動翼部材41の外周部に配置される。言い換えると、マグネット43は、動翼部材41を内周部の空間に嵌入させるように配置される。 The rotor 40 is attached to the shaft 30 so as to be rotatable around the axis of the shaft 30. The rotor 40 includes a moving blade member 41, a lid member (hereinafter referred to as one lid member) 42, a magnet 43, and the other lid member 44. Among these, the magnet 43 has a cylindrical shape and is arranged on the outer periphery of the rotor blade member 41, which will be described later. In other words, the magnet 43 is arranged so that the rotor blade member 41 is fitted into the inner peripheral space.

また、マグネット43は、動翼部材41と一体となって、軸30の軸まわりに回転可能である。マグネット43の外周面には、その周方向に沿ってN極およびS極が交互に着磁されている。なお、ロータ40の残りの構成部材である動翼部材41、一方の蓋部材42および他方の蓋部材44については、図3~図10を用いてそれぞれ後述する。 Furthermore, the magnet 43 is rotatable around the shaft 30 integrally with the rotor blade member 41 . The outer peripheral surface of the magnet 43 is magnetized with N poles and S poles alternately along the circumferential direction. Note that the remaining components of the rotor 40, such as the rotor blade member 41, one lid member 42, and the other lid member 44, will be described later using FIGS. 3 to 10.

ステータは、マグネット43の外周側となる位置に配置される。ステータは、たとえば、給水管20の外周側に配置される。ステータは、たとえば、マグネット43の軸方向の端面(上端面または下端面)と対向するように配置されてもよいし、マグネット43の側周面と対向するように配置されてもよい。 The stator is arranged at a position on the outer peripheral side of the magnet 43. The stator is arranged, for example, on the outer peripheral side of the water supply pipe 20. The stator may be arranged, for example, to face the axial end face (upper end face or lower end face) of the magnet 43, or may be arranged to face the side peripheral face of the magnet 43.

ステータは、たとえば、ヨークと、コイルとを備える。ヨークは、たとえば、軟磁性体(たとえば、圧延鋼)を材料として形成される。コイルは、たとえば、導線が円環状に巻回されて形成される。コイルでは、マグネット43の回転によって起電力が発生する。 The stator includes, for example, a yoke and a coil. The yoke is made of, for example, a soft magnetic material (for example, rolled steel). The coil is formed by, for example, winding a conducting wire in an annular shape. In the coil, an electromotive force is generated by the rotation of the magnet 43.

ノズル部50は、複数の孔(図示せず)を備える。複数の孔(以下、噴射孔という)は、動翼部材41の外周側において、たとえば、動翼部材41を囲むように配置される。噴射孔は、軸30に対して略平行な方向(Z軸方向、すなわち、上下方向)から流れてくる水を、軸30に対して略垂直な平面(X-Y平面)内で後述するインペラ413の径外方向からこのインペラ413に向けて噴出する。 The nozzle section 50 includes a plurality of holes (not shown). The plurality of holes (hereinafter referred to as injection holes) are arranged on the outer peripheral side of the rotor blade member 41, for example, so as to surround the rotor blade member 41. The injection hole directs water flowing from a direction substantially parallel to the axis 30 (Z-axis direction, that is, the vertical direction) into an impeller (described later) within a plane substantially perpendicular to the axis 30 (XY plane). It is ejected toward this impeller 413 from the radially outer direction of the impeller 413 .

封止部60は、給水管20の大径部21の開口21aを液密に封止するように、給水管20に取り付けられる。封止部60は、ビスなどの締結具61によって、給水管20に対して固定される。封止部60が給水管20に取り付けられると、ノズル部50の軸方向(上下方向)の位置が規制される。 The sealing portion 60 is attached to the water supply pipe 20 so as to liquid-tightly seal the opening 21a of the large diameter portion 21 of the water supply pipe 20. The sealing part 60 is fixed to the water supply pipe 20 with a fastener 61 such as a screw. When the sealing part 60 is attached to the water supply pipe 20, the position of the nozzle part 50 in the axial direction (vertical direction) is regulated.

<ロータ>
次に、図3~図10を参照してロータ40について説明する。図3は、ロータ40の分解斜視図である。図4は、ロータ40の側断面図である。なお、図4には、ロータ40の模式断面を示している。また、図3および図4においても、図2と同様、鉛直上向き(上方)を正方向とするZ軸を含む3次元の直交座標系を示している。
<Rotor>
Next, the rotor 40 will be explained with reference to FIGS. 3 to 10. FIG. 3 is an exploded perspective view of the rotor 40. FIG. 4 is a side sectional view of the rotor 40. Note that FIG. 4 shows a schematic cross section of the rotor 40. Also, in FIGS. 3 and 4, similarly to FIG. 2, a three-dimensional orthogonal coordinate system including a Z axis whose positive direction is vertically upward (upward) is shown.

図3および図4に示し、かつ、上記したように、ロータ40は、動翼部材41と、一方の蓋部材42と、マグネット43と、他方の蓋部材44とを備える。ロータ40では、動翼部材41、一方の蓋部材42、マグネット43および他方の蓋部材44が軸30(図2参照)上において組み合わされる。 As shown in FIGS. 3 and 4 and described above, the rotor 40 includes a rotor blade member 41, one lid member 42, a magnet 43, and the other lid member 44. In the rotor 40, a rotor blade member 41, one lid member 42, a magnet 43, and the other lid member 44 are assembled on the shaft 30 (see FIG. 2).

図5は、動翼部材41の斜視図である。図6は、(a)動翼部材41の平面図、(b)動翼部材41の側面図、(c)動翼部材41の底面図である。動翼部材41は、軸30(図2参照)の軸まわりに回転可能な部材である。 FIG. 5 is a perspective view of the rotor blade member 41. FIG. 6 is (a) a plan view of the rotor blade member 41, (b) a side view of the rotor blade member 41, and (c) a bottom view of the rotor blade member 41. The rotor blade member 41 is a member that is rotatable around the shaft 30 (see FIG. 2).

図5および図6に示すように、動翼部材41は、本体411と、インペラ413と、位置決め部416とを備える。本体411は、円筒状である。本体411の外周面411aには、マグネット43(図3参照)が取り付けられる場合にマグネット43の係合凹部431(図3参照)と係合させるための係合凸部412が設けられる。 As shown in FIGS. 5 and 6, the rotor blade member 41 includes a main body 411, an impeller 413, and a positioning portion 416. The main body 411 has a cylindrical shape. The outer peripheral surface 411a of the main body 411 is provided with an engagement protrusion 412 for engaging with an engagement recess 431 (see FIG. 3) of the magnet 43 when the magnet 43 (see FIG. 3) is attached.

インペラ413は、本体411の一端部に本体411に対して同軸で設けられる。インペラ413は、基板414と、複数の羽根415を備える。基板414は、円板状である。複数の羽根415は、基板414上に設けられ、図6(c)に示すように、底面視において基板414の外周縁から中心に至る途中まで延伸している。 The impeller 413 is provided at one end of the main body 411 coaxially with the main body 411. The impeller 413 includes a substrate 414 and a plurality of blades 415. The substrate 414 has a disk shape. The plurality of blades 415 are provided on the substrate 414, and extend halfway from the outer periphery of the substrate 414 to the center when viewed from the bottom, as shown in FIG. 6(c).

また、複数の羽根415は、底面視において曲線で構成されることが好ましい。この場合、複数の羽根415は、基板414の中心に向かうにつれて同様に湾曲している。 Moreover, it is preferable that the plurality of blades 415 be configured in a curved line when viewed from the bottom. In this case, the plurality of blades 415 are similarly curved toward the center of the substrate 414.

なお、たとえば、羽根415の枚数を11枚とし、ノズル部50(図2参照)の噴射孔(図示せず)の数を3つとするなど、羽根415は、噴射孔の数の整数倍とは異なる枚数であることが好ましい。これにより、噴射孔から噴出された水が各羽根415の外周縁付近に衝突するタイミングをずらすことができ、インペラ413の振動や騒音の発生を抑えることができる。 Note that, for example, the number of blades 415 is 11 and the number of injection holes (not shown) of the nozzle part 50 (see FIG. 2) is three, and the number of blades 415 is an integral multiple of the number of injection holes. It is preferable that the number of sheets is different. Thereby, the timing at which the water ejected from the injection hole collides with the vicinity of the outer peripheral edge of each blade 415 can be shifted, and the generation of vibration and noise of the impeller 413 can be suppressed.

インペラ413は、軸30(図2参照)の軸まわりに回転可能である。すなわち、上記したように、動翼部材41は、軸30の軸まわりに回転可能である。そして、動翼部材41の回転によって、マグネット43は、動翼部材41と一体となって回転する。 The impeller 413 is rotatable around the shaft 30 (see FIG. 2). That is, as described above, the rotor blade member 41 is rotatable around the shaft 30. As the rotor blade member 41 rotates, the magnet 43 rotates together with the rotor blade member 41.

位置決め部416は、本体411のインペラ413が配置された側とは反対側の他端部(他端面)に設けられる。位置決め部416は、図6(a)に示すように、軸30が挿通される軸孔417を中心とする同一円上に配置された複数(たとえば、4つ)の孔416aである。位置決め部416は、後述する一方の蓋部材42の複数(4つ)の突部424aが軸30の軸方向に沿って孔416aに挿通されることで、インペラ415および一方の蓋部材42の位置を合わせる。なお、この際に、後述する軸部423の係合部424の突部424a(図8参照)と、位置決め部416の孔416aの大きさをそれぞれ複数用意して、大きさの一致する突部424aと孔と416aのみが挿通できるようにすることで、回転方向の位置を一義的に決めることができる。 The positioning portion 416 is provided at the other end (other end surface) of the main body 411 on the opposite side to the side where the impeller 413 is arranged. As shown in FIG. 6A, the positioning portion 416 is a plurality of (for example, four) holes 416a arranged on the same circle centered on the shaft hole 417 through which the shaft 30 is inserted. The positioning portion 416 allows the positions of the impeller 415 and the one lid member 42 to be adjusted by inserting a plurality of (four) protrusions 424a of one lid member 42, which will be described later, into a hole 416a along the axial direction of the shaft 30. Match. In this case, a plurality of protrusions 424a (see FIG. 8) of the engaging part 424 of the shaft part 423 and a plurality of holes 416a of the positioning part 416, which will be described later, are prepared, and the protrusions with matching sizes are prepared. By allowing insertion through only the hole 424a and the hole 416a, the position in the rotational direction can be uniquely determined.

このような構成によれば、動翼部材41における反対側の端部でインペラ413の先端部415aと一方の蓋部材42の後述する凹部422との位置合わせが可能となるため、両者の位置合わせが容易となり、組み立て性を高めることができる。 According to such a configuration, it is possible to align the tip portion 415a of the impeller 413 and the recess 422 of one of the lid members 42, which will be described later, at the opposite end of the rotor blade member 41, so that the alignment of both is possible. This makes it easier to assemble and improves ease of assembly.

図7は、一方の蓋部材42の斜視図である。図8は、(a)一方の蓋部材42の平面図、(b)一方の蓋部材42の側面図、(c)一方の蓋部材42の底面図である。一方の蓋部材42は、動翼部材41(インペラ413)の先端側を閉じるとともに、動翼部材41(インペラ413)と一体となって軸30(図2参照)の軸まわりに回転する部材である。 FIG. 7 is a perspective view of one lid member 42. As shown in FIG. FIG. 8 is (a) a plan view of one lid member 42, (b) a side view of one lid member 42, and (c) a bottom view of one lid member 42. One lid member 42 is a member that closes the tip side of the rotor blade member 41 (impeller 413) and rotates together with the rotor blade member 41 (impeller 413) around the axis of the shaft 30 (see FIG. 2). be.

図7および図8に示すように、一方の蓋部材42は、蓋部421と、軸部423とを備える。蓋部421は、円板状である。蓋部421におけるインペラ413の先端側と対向する面(以下、蓋面という)421aには、外周縁が開放された複数の凹部422が形成される。 As shown in FIGS. 7 and 8, one lid member 42 includes a lid portion 421 and a shaft portion 423. The lid portion 421 has a disk shape. A plurality of recesses 422 with open outer peripheral edges are formed in a surface 421a of the lid portion 421 facing the tip side of the impeller 413 (hereinafter referred to as the lid surface).

複数の凹部422は、図8(a)に示すように、蓋面421aに、平面視においてインペラ413の先端部、すなわち、複数の羽根415の先端部415a(図6(c)参照)に対応して放射状に配置される。複数の凹部422は、複数の羽根415と同数である。複数の凹部422には、複数の羽根415の先端部415aが嵌まり込む。 As shown in FIG. 8(a), the plurality of recesses 422 correspond to the tip of the impeller 413 in plan view, that is, the tip 415a of the plurality of blades 415 (see FIG. 6(c)). and are arranged radially. The number of the plurality of recesses 422 is the same as the number of the plurality of blades 415. The tip portions 415a of the plurality of blades 415 fit into the plurality of recesses 422.

また、複数の凹部422は、図8(a)に示すように、平面視において蓋面421aの外周縁から中心に至る途中まで延伸している。複数の凹部422は、複数の羽根415および軸部423の基端部423aの間においては延伸していない。なお、延伸していない凹部422とは、凹部422の深さが0.5ミリ以下のものであり、最も好ましくは全く凹んでいないものである。また、複数の凹部422は、複数の羽根415に対応するように、底面視において曲線で構成されることが好ましい。このため、複数の凹部422は、複数の羽根415と同様、蓋面421aの中心に向かうにつれて同様に湾曲している。 Further, as shown in FIG. 8A, the plurality of recesses 422 extend halfway from the outer peripheral edge of the lid surface 421a to the center in plan view. The plurality of recesses 422 do not extend between the plurality of blades 415 and the base end portion 423a of the shaft portion 423. Note that the unstretched recess 422 is one in which the depth of the recess 422 is 0.5 mm or less, and most preferably, it is not recessed at all. Moreover, it is preferable that the plurality of recesses 422 be configured in a curved line when viewed from the bottom so as to correspond to the plurality of blades 415. Therefore, like the plurality of blades 415, the plurality of recesses 422 are similarly curved toward the center of the lid surface 421a.

軸部423は、円筒状であり、平面視における蓋面421aの中心に基端部423a側が固定され、蓋面421a上に立設される。軸部423には、蓋部421の軸孔425から軸30が挿通される。このため、軸部423は、軸30に対して同軸で延伸している。また、図4に戻り、図示のように、軸部423は、延伸方向の両端部に軸受け423cを備える。すなわち、軸部423は、基端部423aに一方の軸受け423c、先端部に他方の軸受け423cを備える。 The shaft portion 423 has a cylindrical shape, has a base end portion 423a fixed to the center of the lid surface 421a in plan view, and is erected on the lid surface 421a. The shaft 30 is inserted into the shaft portion 423 through the shaft hole 425 of the lid portion 421 . Therefore, the shaft portion 423 extends coaxially with the shaft 30. Returning to FIG. 4, as illustrated, the shaft portion 423 includes bearings 423c at both ends in the extending direction. That is, the shaft portion 423 includes one bearing 423c at the base end 423a and the other bearing 423c at the distal end.

このような構成によれば、動翼部材41に取り付けた軸部423と、そこから最も遠い、後述する他方の蓋部材44との2点で軸30を支持できるようになるため、軸30の傾きを抑制するとともに一方の蓋部材42を軸30の軸まわりに安定して回転させることができる。また、軸受け423cを離して設けることができ、遠い距離の離れた2点で軸を支持できるようになるため、軸30の傾きをより確実に抑制することができる。 According to such a configuration , the shaft 30 can be supported at two points: the shaft portion 423 attached to the rotor blade member 41 and the other cover member 44 which is farthest from there and will be described later. In addition to suppressing inclination, one lid member 42 can be stably rotated around the shaft 30. Further, since the bearings 423c can be provided apart from each other and the shaft can be supported at two points separated by a large distance , the inclination of the shaft 30 can be suppressed more reliably.

また、軸部423は、ロータ40(図2参照)の側面視において、少なくともマグネット43(図2参照)と重なる位置まで延伸している。好ましくは、軸部423は、動翼部材41の本体411におけるインペラ413が配置された一端部側とは反対側の他端部まで延伸している。このような構成によれば、軸受け423cを離して設けることができ、遠い距離の離れた2点で軸を支持できるようになるため、軸30の傾きをより確実に抑制することができる。 Further, the shaft portion 423 extends to at least a position overlapping the magnet 43 (see FIG. 2) in a side view of the rotor 40 (see FIG. 2). Preferably, the shaft portion 423 extends to the other end of the main body 411 of the rotor blade member 41 on the side opposite to the one end where the impeller 413 is disposed. According to such a configuration, the bearings 423c can be provided apart from each other, and the shaft can be supported at two points separated by a large distance , so that the inclination of the shaft 30 can be suppressed more reliably.

また、軸部423は、先端部423bに、動翼部材41に対する位置決めのための係合部424を備える。係合部424は、軸部423の先端部423bにおいて軸方向に沿って突出している複数(4つ)の突部424aである。係合部424は、位置決め部415の孔416aに突部424aが挿通されることで、インペラ413に対して一方の蓋部材42の位置を決めることができ、両者の位置を合わせることができる。 Further, the shaft portion 423 includes an engagement portion 424 for positioning with respect to the rotor blade member 41 at the tip portion 423b. The engaging portion 424 is a plurality of (four) protrusions 424a that protrude along the axial direction from the tip portion 423b of the shaft portion 423. By inserting the protrusion 424a into the hole 416a of the positioning part 415, the engaging part 424 can determine the position of one lid member 42 with respect to the impeller 413, and can align the positions of both.

突部424aは、位置決め部416の孔416aから突出し、突出した部分を固定部として、動翼部材41および一方の蓋部材42が一体化される。なお、実際には、突部424aは、後述する他方の蓋部材44の孔441からも突出し、突出した部分を固定部として、動翼部材41、一方の蓋部材42、マグネット43および他方の蓋部材44が一体化される。 The protruding portion 424a protrudes from the hole 416a of the positioning portion 416, and the rotor blade member 41 and one lid member 42 are integrated with the protruding portion as a fixing portion. Note that, in reality, the protrusion 424a also protrudes from a hole 441 of the other lid member 44, which will be described later, and the protruding portion is used as a fixed portion to attach the rotor blade member 41, one lid member 42, the magnet 43, and the other lid. Member 44 is integrated.

このような構成によれば、軸部423が動翼部材41(本体411)における一端部側とは反対側の他端部から突出するため、突出した部分を溶着させるなど、動翼部材41に対する一方の蓋部材42の固定に供することができる。また、軸部423を動翼部材41(本体411)における反対側の他端部で固定することで、たとえば、一方の蓋部材42を動翼部材41(本体411)におけるインペラ413が配置された側の一端部で接着や溶着によって固定するような場合よりもインペラ413の回転などに対する影響を抑制することができる。 According to such a configuration, since the shaft portion 423 protrudes from the other end of the rotor blade member 41 (main body 411) on the opposite side to the one end side, the protruding portion is welded or otherwise attached to the rotor blade member 41. It can be used to fix one lid member 42. In addition, by fixing the shaft portion 423 at the other end on the opposite side of the rotor blade member 41 (main body 411), for example, one cover member 42 can be attached to the impeller 413 of the rotor blade member 41 (main body 411). The influence on the rotation of the impeller 413 can be suppressed more than in the case where one end of the side is fixed by adhesion or welding.

図9は、他方の蓋部材44の斜視図である。図10は、他方の蓋部材44の平面図である。他方の蓋部材44は、動翼部材41(図3参照)の他端部(他端面)に取り付けられる。図9および図10に示すように、他方の蓋部材44は、円板状であり、軸30が挿通される軸孔441を中心とする同一円上に配置された複数(たとえば、4つ)の孔442aが形成される。 FIG. 9 is a perspective view of the other lid member 44. FIG. 10 is a plan view of the other lid member 44. The other lid member 44 is attached to the other end (other end surface) of the rotor blade member 41 (see FIG. 3). As shown in FIGS. 9 and 10, the other lid member 44 has a disc shape , and a plurality of (for example, four) lid members arranged on the same circle centering on the shaft hole 441 through which the shaft 30 is inserted. A hole 442a is formed.

複数(4つ)の孔442aは、動翼部材41の位置決め部416(図5参照)と同様、一方の蓋部材42(図7参照)の複数(4つ)の突部424a(図7参照)が軸30の軸方向に沿って挿通されることで、インペラ415に対する一方の蓋部材42の位置を決める位置決め部442となる。 The plurality (four) holes 442a are similar to the positioning portion 416 (see FIG. 5) of the rotor blade member 41, and the plurality (four) protrusions 424a (see FIG. 7) of one lid member 42 (see FIG. 7). ) is inserted along the axial direction of the shaft 30, thereby becoming a positioning portion 442 that determines the position of one lid member 42 with respect to the impeller 415.

次に、図11および図12を参照して実施形態に係る水栓用発電機10における水流の態様について説明する。図11は、本例(水栓用発電機10)における水流の態様の説明図である。図12は、比較例における水流の態様の説明図である。 Next, the aspect of water flow in the faucet generator 10 according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12. FIG. 11 is an explanatory diagram of the water flow mode in this example (faucet generator 10). FIG. 12 is an explanatory diagram of the aspect of water flow in a comparative example.

図11に示すように、水栓用発電機10では、インペラ413の羽根415が一方の蓋部材42の蓋面421aの凹部422に嵌まり込んでいるため、羽根415の先端部415aおよび凹部422が近接している部分は、水Wの流れる方向に対して入り組んだ構造、いわゆるラビリンス構造となる。これにより、インペラ413に向けて流れる水Wのほとんどすべてが羽根415に衝突する。 As shown in FIG. 11, in the faucet generator 10, since the blades 415 of the impeller 413 are fitted into the recesses 422 of the lid surface 421a of one lid member 42, the tips 415a of the blades 415 and the recesses 422 The part where the water W is close to each other has a complicated structure in the direction of the flow of the water W, a so-called labyrinth structure. As a result, almost all of the water W flowing toward the impeller 413 collides with the blades 415.

図12に示すように、比較例に係る水栓用発電機100では、インペラ413の羽根415の先端部415aおよび凹部422が近接している部分は、互いに面で対向している。このため、インペラ413に向けて流れる水Wは、羽根415に衝突する水W1だけでなく、羽根415の先端部415aと蓋面421aとの間(隙間)から羽根415の後方へ逃げる水W2が発生する。 As shown in FIG. 12, in the faucet generator 100 according to the comparative example, the portions where the tips 415a of the blades 415 of the impeller 413 and the recesses 422 are close face each other in planes. Therefore, the water W flowing toward the impeller 413 is not only the water W1 that collides with the blade 415, but also the water W2 that escapes from the gap between the tip 415a of the blade 415 and the lid surface 421a to the rear of the blade 415. Occur.

このように、上記した実施形態によれば、インペラ413の羽根415の先端部415aと一方の蓋部材42の蓋面421aとの間が入り組んだ、いわゆるラビリンス構造となるため、インペラ413に向かう水流が羽根415の先端部415aと蓋面421aとの間から羽根415の後方へ逃げにくい。このため、水流がインペラ413の羽根415に対して効率的にあたることとなり、水力から電気への変換効率が高まる。これにより、発電効率を高めることができる。 In this way, according to the embodiment described above, a so-called labyrinth structure is formed in which the space between the tip portion 415a of the blade 415 of the impeller 413 and the lid surface 421a of one of the lid members 42 is intricate, so that the water flow toward the impeller 413 is is difficult to escape to the rear of the blade 415 from between the tip 415a of the blade 415 and the lid surface 421a. Therefore, the water flow efficiently hits the blades 415 of the impeller 413, increasing the conversion efficiency from hydraulic power to electricity. Thereby, power generation efficiency can be increased.

また、インペラ413の羽根415と軸部423の基端部423aとの間に水が流入可能な隙間を有するため、それぞれの羽根415と軸部423との間の隙間からノズル部50へ流入してきた水が羽根415を押した後に滞留することなく軸部423の基端部423aの周りへ流れ込むため、効率的にインペラ413を回すことができる。その上、軸部423の基端部423aの周りへ流れ込んだ水は適宜ノズル部50へ流出される孔につながった複数の羽根415の間の隙間から流出される際に羽根415を再び押すことになるため、さらに効率的にインペラ413を回すことができる。 Furthermore, since there is a gap between the blades 415 of the impeller 413 and the base end 423a of the shaft portion 423 through which water can flow, water can flow into the nozzle portion 50 from the gap between each blade 415 and the shaft portion 423. After pushing the blades 415, the water flows around the base end portion 423a of the shaft portion 423 without being retained, so that the impeller 413 can be rotated efficiently. Moreover, the water that has flowed around the base end 423a of the shaft portion 423 pushes the blades 415 again when flowing out from the gaps between the plurality of blades 415 connected to the holes that flow out to the nozzle portion 50 as appropriate. Therefore, the impeller 413 can be rotated more efficiently.

また、インペラ413の羽根415の先端部415a、これに対応する一方の蓋部材42の凹部422が互いに平面視において基板414または蓋面421aの途中まで延伸しているため、凹部422の面積が小さい。このため、羽根415の先端部415aを、凹部422に対して容易に嵌め込むことができる。 Further, since the tip portion 415a of the blade 415 of the impeller 413 and the corresponding recess 422 of one of the lid members 42 extend to the middle of the substrate 414 or the lid surface 421a in plan view, the area of the recess 422 is small. . Therefore, the tip portion 415a of the blade 415 can be easily fitted into the recess 422.

なお、上記した実施形態では、図面上、凹部422の底面と羽根415の先端部415aとの相対する面は平面であるが、たとえば、凹部422の底面と羽根415の先端部415aとの相対する面が斜面として形成されてもよい。これにより、羽根415の先端部415aの側方端部が凹部422の側方端部に対してより確実に接触するようになる。 Note that in the above-described embodiment, the opposing surfaces between the bottom surface of the recess 422 and the tip 415a of the blade 415 are flat in the drawings; The surface may also be formed as a slope. This allows the lateral end of the tip 415a of the blade 415 to more reliably come into contact with the lateral end of the recess 422.

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。 Further advantages and modifications can be easily deduced by those skilled in the art. Therefore, the broader aspects of the invention are not limited to the specific details and representative embodiments shown and described above. Accordingly, various changes may be made without departing from the spirit or scope of the general inventive concept as defined by the appended claims and their equivalents.

10 水栓用発電機
20 給水管
30
41 動翼部材
413 インペラ
415 羽根
415a 先端部
416 位置決め部
42 蓋部材(一方の蓋部材)
421a インペラと対向する面(蓋面)
422 凹部
423 軸部
423a 基端部
423c 軸受け
43 マグネット
50 ノズル部
10 Faucet generator 20 Water supply pipe 30 shafts
41 Moving blade member 413 Impeller 415 Blade 415a Tip portion 416 Positioning portion 42 Lid member (one lid member)
421a Surface facing the impeller (lid surface)
422 Recessed portion 423 Shaft portion 423a Base end portion 423c Bearing 43 Magnet 50 Nozzle portion

Claims (7)

給水流入口から流入する水が流れる給水流路を有する給水管と、
前記給水流路に配置される軸と、
前記軸の軸まわりに回転可能に取り付けられるロータと、
前記ロータのマグネットの回転によって起電力が発生するコイルと、
前記給水流路を流れる水を該軸に対して略垂直な平面内で前記ロータのインペラの径外方向から該インペラに向けて噴出する孔を有するノズル部と
を備え、
前記ロータは、
前記軸の軸まわりに回転可能な前記インペラを有する動翼部材と、
前記インペラの先端側を閉じるとともに該インペラと一体となって前記軸の軸まわりに回転する蓋部材と、
前記動翼部材の外周部において該動翼部材と一体となって回転可能な前記マグネットと
を備え、
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面に、平面視において前記インペラの先端部に対応して放射状に配置され、該インペラのそれぞれの羽根の先端部が嵌まり込む複数の凹部を有し、
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面の平面視における中央部に前記軸が挿通される軸部が設けられ、
前記インペラは、前記羽根および前記軸部の基端部の間に水が流入可能な隙間を有し、
前記ロータは、前記軸部が延伸する方向に離間した2つの軸受けを有する、水栓用発電機。
a water supply pipe having a water supply channel through which water flows from the water supply inlet;
a shaft disposed in the water supply flow path;
a rotor rotatably mounted around the axis of the shaft;
a coil that generates an electromotive force due to the rotation of the magnet of the rotor ;
a nozzle portion having a hole for ejecting water flowing through the water supply flow path from a radially outer direction of the impeller of the rotor in a plane substantially perpendicular to the axis;
The rotor is
a rotor blade member having the impeller rotatable around the axis of the shaft;
a lid member that closes a distal end side of the impeller and rotates integrally with the impeller around the axis of the shaft;
the magnet rotatable integrally with the rotor blade member at an outer peripheral portion of the rotor blade member;
Equipped with
The lid member has, on a surface facing the impeller, a plurality of recesses arranged radially in correspondence with the tip of the impeller in a plan view, into which the tip of each blade of the impeller fits,
The lid member is provided with a shaft portion through which the shaft is inserted in a central portion in a plan view of a surface facing the impeller,
The impeller has a gap between the blade and the base end of the shaft portion, into which water can flow;
The rotor has two bearings spaced apart in a direction in which the shaft portion extends .
給水流入口から流入する水が流れる給水流路を有する給水管と、
前記給水流路に配置される軸と、
前記軸の軸まわりに回転可能なインペラを有する動翼部材と、
前記インペラの先端側を閉じるとともに該インペラと一体となって前記軸の軸まわりに回転する蓋部材と、
前記動翼部材の外周部において該動翼部材と一体となって回転可能なマグネットと、
前記マグネットの回転によって起電力が発生するコイルと、
前記給水流路を流れる水を該軸に対して略垂直な平面内で前記インペラの径外方向から該インペラに向けて噴出する孔を有するノズル部と
を備え、
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面に、平面視において前記インペラの先端部に対応して放射状に配置され、該インペラのそれぞれの羽根の先端部が嵌まり込む複数の凹部を有し、
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面の平面視における中央部に前記軸が挿通される軸部が設けられ、
前記インペラは、前記羽根および前記軸部の基端部の間に水が流入可能な隙間を有し、
前記蓋部材は、前記軸部が前記動翼部材における前記インペラが配置された側とは反対側の端部において突出し、突出した部分で固定される、水栓用発電機。
a water supply pipe having a water supply channel through which water flows from the water supply inlet;
a shaft disposed in the water supply flow path;
a moving blade member having an impeller rotatable around the axis of the shaft;
a lid member that closes a distal end side of the impeller and rotates integrally with the impeller around the axis of the shaft;
a magnet rotatable integrally with the rotor blade member at an outer peripheral portion of the rotor blade member;
a coil that generates an electromotive force due to the rotation of the magnet;
a nozzle portion having a hole for ejecting water flowing through the water supply flow path from a radial direction of the impeller toward the impeller in a plane substantially perpendicular to the axis;
Equipped with
The lid member has, on a surface facing the impeller, a plurality of recesses arranged radially in correspondence with the tip of the impeller in a plan view, into which the tip of each blade of the impeller fits,
The lid member is provided with a shaft portion through which the shaft is inserted in a central portion in a plan view of a surface facing the impeller,
The impeller has a gap between the blade and the base end of the shaft portion, into which water can flow;
The lid member is a faucet generator, wherein the shaft portion protrudes from an end of the rotor blade member opposite to the side where the impeller is disposed, and is fixed at the protruding portion .
給水流入口から流入する水が流れる給水流路を有する給水管と、
前記給水流路に配置される軸と、
前記軸の軸まわりに回転可能なインペラを有する動翼部材と、
前記インペラの先端側を閉じるとともに該インペラと一体となって前記軸の軸まわりに回転する蓋部材と、
前記動翼部材の外周部において該動翼部材と一体となって回転可能なマグネットと、
前記マグネットの回転によって起電力が発生するコイルと、
前記給水流路を流れる水を該軸に対して略垂直な平面内で前記インペラの径外方向から該インペラに向けて噴出する孔を有するノズル部と
を備え、
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面に、平面視において前記インペラの先端部に対応して放射状に配置され、該インペラのそれぞれの羽根の先端部が嵌まり込む複数の凹部を有し、
前記動翼部材は、前記インペラが配置された側とは反対側の端部に、該インペラおよび前記蓋部材の互いの位置を決定する位置決め部を有する、水栓用発電機。
a water supply pipe having a water supply channel through which water flows from the water supply inlet;
a shaft disposed in the water supply flow path;
a moving blade member having an impeller rotatable around the axis of the shaft;
a lid member that closes a distal end side of the impeller and rotates integrally with the impeller around the axis of the shaft;
a magnet rotatable integrally with the rotor blade member at an outer peripheral portion of the rotor blade member;
a coil that generates an electromotive force due to the rotation of the magnet;
a nozzle portion having a hole for ejecting water flowing through the water supply flow path from a radial direction of the impeller toward the impeller in a plane substantially perpendicular to the axis;
Equipped with
The lid member has, on a surface facing the impeller, a plurality of recesses arranged radially in correspondence with the tip of the impeller in a plan view, into which the tip of each blade of the impeller fits,
The rotor blade member has, at an end portion opposite to the side where the impeller is disposed, a positioning portion that determines mutual positions of the impeller and the lid member .
前記蓋部材は、前記インペラと対向する面の平面視における中央部に前記軸が挿通される軸部が設けられ、
前記インペラは、前記羽根および前記軸部の基端部の間に水が流入可能な隙間を有する、請求項に記載の水栓用発電機。
The lid member is provided with a shaft portion through which the shaft is inserted in a central portion in a plan view of a surface facing the impeller,
4. The faucet generator according to claim 3 , wherein the impeller has a gap between the blade and the base end of the shaft portion through which water can flow.
前記凹部は、平面視において前記蓋部材の前記インペラと対向する面の外周縁から中心に至る途中まで延伸しており、前記羽根および前記基端部の間においては延伸していない、請求項1、2、4のいずれか1つに記載の水栓用発電機。 1 . The recessed portion extends halfway from the outer peripheral edge of the surface of the lid member facing the impeller to the center in plan view, and does not extend between the blade and the base end portion. 10 . , 2, 4. The water faucet generator according to any one of . 前記軸部は、側面視において少なくとも前記マグネットと重なる位置まで延伸し、前記軸受けが側面視において少なくとも前記マグネットと重なる位置に設けられている、請求項に記載の水栓用発電機。 The faucet generator according to claim 1 , wherein the shaft portion extends to at least a position where it overlaps with the magnet in side view, and the bearing is provided at a position where at least overlaps with the magnet in side view. 前記軸部は、側面視において前記動翼部材における前記インペラが配置された側とは反対側の端部まで延伸している、請求項に記載の水栓用発電機。 The faucet generator according to claim 1 , wherein the shaft portion extends to an end of the rotor blade member on a side opposite to the side on which the impeller is arranged, in a side view.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006183451A (en) 2004-11-30 2006-07-13 Toto Ltd Feed water control system
JP3125983U (en) 2006-05-30 2006-10-12 協同組合プロード Assembled model generator
DE102006054791A1 (en) 2006-11-21 2008-05-29 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Faucet and irradiation process for water in a faucet
JP2009024703A (en) 2008-10-01 2009-02-05 Toto Ltd Generator for faucet
JP2012177362A (en) 2011-01-31 2012-09-13 Toto Ltd Automatic water faucet

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006183451A (en) 2004-11-30 2006-07-13 Toto Ltd Feed water control system
JP3125983U (en) 2006-05-30 2006-10-12 協同組合プロード Assembled model generator
DE102006054791A1 (en) 2006-11-21 2008-05-29 Patent-Treuhand-Gesellschaft für elektrische Glühlampen mbH Faucet and irradiation process for water in a faucet
JP2009024703A (en) 2008-10-01 2009-02-05 Toto Ltd Generator for faucet
JP2012177362A (en) 2011-01-31 2012-09-13 Toto Ltd Automatic water faucet

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