水栓装置
【課題】発電機内に滞留している空気を排出しやすくすることにより、発電機を安定に動作させることができる水栓装置を提供する。
【解決手段】水栓装置１であって、水栓装置本体２と、電磁弁１２と、吐水口６と、発電機通水路２４、その拡径部、羽根車２６、発電用マグネット２８、及び発電用コイル３２を備えた発電機１４と、羽根車回転軸３０に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機１４から気泡が排出されるように、発電機１４を支持する振動励起手段５８，６０と、を有し、発電機１４は、その振動が許容されるように、水栓装置本体２の内壁面との間に、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えている。
【解決手段】水栓装置１であって、水栓装置本体２と、電磁弁１２と、吐水口６と、発電機通水路２４、その拡径部、羽根車２６、発電用マグネット２８、及び発電用コイル３２を備えた発電機１４と、羽根車回転軸３０に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機１４から気泡が排出されるように、発電機１４を支持する振動励起手段５８，６０と、を有し、発電機１４は、その振動が許容されるように、水栓装置本体２の内壁面との間に、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は水栓装置に関し、特に、内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−２４８４７４号公報（特許文献１）には、自動水栓が記載されている。この自動水栓には、発電機が水栓装置本体に内蔵され、水栓装置から吐出すべき水の流れにより電力を生成するものである。発電機によって生成された電力は、水栓装置の止水、吐水を切り換える電磁弁の駆動に使用される。
【０００３】
このように、発電機を内蔵し、この電力で電磁弁を開閉することが可能になると、センサーで使用者の手指を感知し、これに基づいて電磁弁を開閉して止水、吐水を切り換える自動水栓を、外部電源を使用することなく設置することが可能になる。外部電源が不要な自動水栓は、洗面所等に設置された既存の水栓装置と単純に置き換えるだけで作動するので、設置する場所の電源環境を選ぶことなく、取り付けることができるという大きな利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４８４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水栓装置に内蔵される発電機は、通常、止水、吐水を切り換える電磁弁の下流側に配置される。これは、止水時において、発電機に水道の一次圧が作用すると発電機に不具合が起こりやすいこと、また、電磁弁の上流側にあると発電機のメンテナンスが困難であること等の理由による。
【０００６】
このように、発電機の上流側に電磁弁が配置されると、水栓装置本体の基端部の空間は電磁弁によって占有されてしまう。また、水栓装置本体を或る程度小型化するためには、水栓装置本体の概ね鉛直方向に延びる基端部に電磁弁及び発電機の両方を内蔵することは困難である。このため、発電機は、水栓装置本体の鉛直部分から概ね水平方向に延びる部分に内蔵せざるを得なくなる。水栓装置本体のこのような部分に発電機を配置すると、水栓装置の吐水口は、発電機と同程度の高さ、又は、発電機よりも低い位置に配置されることになる。
【０００７】
電磁弁の下流側で、吐水口よりも高い位置に発電機を配置された水栓装置においては、初期使用開始前に発電機の内部に滞留していた空気の一部が、使用開始後も水流により完全には排出されずに発電機内に滞留する。また、このような水栓装置においては、長期間水栓装置が止水状態にされた場合には、水栓装置内の電磁弁の下流側の通水路に満たされていた水道水が蒸発して減量し、これと入れ替わりに通水路内に空気が侵入して発電機内に滞留する。或いは、止水状態に切り換えられた後、発電機内に満たされていた水道水が、吐水口を通って流れ落ち、これと入れ替わるように外気が吐水口を通って発電機の内部に侵入する場合もある。
【０００８】
このように、発電機内に侵入した空気、及び初期使用開始前から発電機内に滞留していた空気は、吐水状態に切り換えられた後も、水道水の流れにより完全に押し出されることはなく、吐水状態においても発電機の内部に滞留してしまう。また、羽根車式の発電機により必要な電力を生成するためには、羽根車の直径をある程度大きくする必要がある。一方、発電機を水栓装置の内部に収納するためには、発電機を小型化する必要がある。このため、通常、発電機は、発電機内の通水路のうち、羽根車を収納している部分が直径の大きい拡径部として構成される。従って、発電機を水栓装置の内部に、概ね水平方向に配置した場合には、発電機の内部に滞留した空気は、羽根車を収納した拡径部の上部に溜まりやすくなる。
【０００９】
発電機の羽根車を収納している拡径部内に空気が滞留していると、発電機が内部を流れる水流のエネルギーを十分に受けることができなくなり、発電効率が低下するという問題がある。また、発電機内に滞留している空気が動くことにより、発電量が不安定に変化したり、場合によっては発電機に不具合を生じることがある。さらに、拡径部内に空気が滞留していると、羽根車に作用する荷重が羽根車の回転軸回りに不均一になり、回転する羽根車の振動が大きくなるので、異音を発生する原因となる場合もある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、発電機内に滞留している空気を排出しやすくすることにより、発電機を安定に動作させることができる水栓装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は、内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置であって、水栓装置本体と、この水栓装置本体の内部に配置され、止水、吐水を切り換える電磁弁と、この電磁弁を通過した水を吐出させる吐水口が形成された吐水口形成部と、流入した水を流す発電機通水路、この発電機通水路に設けられた拡径部、この拡径部の中に配置され、羽根車回転軸を中心に回転する羽根車、発電用マグネット、及び発電用コイルを備え、電磁弁を駆動する電力を生成する羽根車式の発電機と、羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機から気泡が排出されるように、発電機を水栓装置本体に対して支持する振動励起手段と、を有し、発電機は、その振動が許容されるように、水栓装置本体の内壁面との間に、発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成された本発明においては、電磁弁を通過した水は発電機に流入し、発電機は、電磁弁を通過した水の流れにより羽根車を回転させて電磁弁を駆動する電力を生成する。発電機から流出した水は吐水口から吐出される。振動励起手段は、発電機に、羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機から気泡が排出されるように、発電機を水栓装置本体に対して支持する。発電機の拡径部の下流側端部には、気泡の排出を促進する排出促進手段が備えられており、拡径部の内壁面から引き離された気泡が、発電機から排出されるのを促進する。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、拡径部の下流側端部に排出促進手段が備えられているので、拡径部の内壁面から引き離された気泡を効果的に排出することができる。これにより、初期使用開始前から発電機内に残留している空気、又は止水時に発電機内に侵入した空気を効果的に排出することができる。また、内壁面から引き離された気泡の排出が促進されることにより、小さな振動を発電機に励起するだけで十分な気泡の排出効果を得ることができる。これにより、発電機に大きな振動を励起して、異音が発生するのを回避することができる。また、発電機は、水栓装置本体の内壁面との間に、発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置されているので、発電機に振動が励起されても、発電機の振動が水栓装置本体の内壁面を振動させて異音が発生するのを防止することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、排出促進手段は、拡径部の円筒の下流側端部に形成された円弧状のコーナー部である。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、拡径部の下流側端部のコーナー部が、排出促進手段として、円弧状に形成されているので、拡径部の内壁面から引き離された気泡を、円弧状のコーナー部に沿って発電機内の中央に集め、小径部に速やかに排出することができる。このように、拡径部のコーナー部の形状、及び、下流側の小径部の配置により、特別な手段を付加することなく気泡を排出することができるので、発電機を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、排出促進手段は、拡径部の円筒の下流側端部に形成された、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化するコーナー部である。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、コーナー部の形状を最適化することで、拡径部に流れる水の流速を殆ど低下させることなく、小径部に流出させることができるので、気泡の排出性能を更に向上させることができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、発電機は、拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるように配置されている。
このように構成された本発明によれば、拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるので、中心軸線が傾斜され、拡径部のコーナー部が最も鉛直上方に位置する場合と比較して、気泡がコーナー部に滞留しにくく、また、滞留した気泡を速やかに排出することができる。このように、拡径部の中心軸線の方向により、特別な手段を付加することなく気泡を排出しやすくすることができるので、発電機を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水栓装置によれば、発電機内に滞留している空気を排出しやすくすることにより、発電機を安定に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による水栓装置の内部構造を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による水栓装置の側面断面図である。
【図４】図３のIV−IVに沿う平面断面図である。
【図５】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機を水栓装置本体に対して支持するゴムブッシュの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態による水栓装置の吐水口付近を拡大して示す断面図である。
【図１２】水栓装置本体の本体水平部から、本体蓋部を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態による水栓装置を設置面への取り付けた状態を示す断面である。
【図１４】発電機、吐水口側通水路形成部材、第１電磁弁側通水路形成部材、第２電磁弁側通水路形成部材の変位を模式的に示す図である。
【図１５】空気溜チャンバに滞留する空気の様子を示す図である。
【図１６】空気溜チャンバに滞留する空気が排出される経路を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の実施形態の変形例における、大径部の下流側端部のコーナー部を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態の変形例における、羽根車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の水栓装置１は、水栓装置本体２と、水栓装置本体２の本体基端部２ａに設けられた温度調節用ツマミ４と、水栓装置本体２の本体水平部２ｂの先端部に設けられた吐水口６と、本体水平部２ｂの先端に設けられた人感センサー８と、を有する。
【００２２】
本実施形態の水栓装置１は、その本体基端部２ａが洗面台の上端面等の設置面９に固定され、使用者が吐水口６の下方に手指をかざすと、人感センサー８がこれを検知し、内蔵された電磁弁が自動的に開放されて吐水口６から吐水されるように構成されている。また、人感センサー８が手指を検出しなくなると、自動的に電磁弁が閉鎖されて止水状態となる。さらに、温度調節用ツマミ４を調節することにより、吐出される湯水の温度が調節できるように構成されている。
【００２３】
次に、図１乃至図１６を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の構成を説明する。
図２は、本実施形態の水栓装置１の内部構造を概略的に示すブロック図である。図３は、水栓装置１の側面断面図である。図４は、図３のIV−IVに沿う平面断面図である。図５は、水栓装置１に内蔵された発電機の分解斜視図である。図６は、内蔵されている発電機を拡大して示す断面図である。図７は発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した斜視図であり、図８はその分解斜視図である。図９は、発電機に内蔵されている羽根車の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図である。図１０は、発電機を水栓装置本体に対して支持するゴムブッシュの断面図である。図１１は、水栓装置１の吐水口付近を拡大して示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、水栓装置本体２は金属製であり、設置面９に固定される本体基端部２ａと、この本体基端部２ａと一体に形成され、その上端からほぼ水平に延びる本体水平部２ｂと、を有する。本体基端部２ａは、概ね正方形断面の箱形であり、設置面９からほぼ鉛直方向に延びるように固定される。本体水平部２ｂは、上方が開放された箱形であり、本体基端部２ａの上端からほぼ水平方向に延び、先端部には吐水口６が設けられている。また、本体水平部２ｂ上方の開放部２ｄ（図１２）には、本体蓋部２ｅが着脱可能に取り付けられ、覆われている。
【００２５】
図２に示すように、水栓装置本体２には、温度調節バルブ１０と、電磁弁１２と、羽根車式の発電機１４と、コントローラ１６が内蔵されている。なお、温度調節バルブ１０の上流側にフィルタ（図示せず）を設けることができる。また、電磁弁１２と発電機１４の間に、定流量弁（図示せず）を設けることができる。
【００２６】
温度調節バルブ１０は、水栓装置本体２の本体基端部２ａに内蔵され、湯供給管１８ａ及び水供給管１８ｂが接続されている。温度調節バルブ１０は、各供給管から夫々供給された湯及び水を、温度調節用ツマミ４の設定に基づいて混合し、適温の湯水に調節して流出させるように構成されている。この温度調節バルブ１０は一般的なものであるため、詳細な構成の説明は省略する。
【００２７】
電磁弁１２は、水栓装置本体２の本体基端部２ａに内蔵され、温度調節バルブ１０により混合された湯水が流入するように、温度調節バルブ１０の下流側に接続されている。また、電磁弁１２は、コントローラ１６から送られる制御信号に基づいて開閉されるように構成されている。この電磁弁１２は一般的なものであるため、詳細な構成の説明は省略する。
【００２８】
発電機１４は、水栓装置本体２の本体水平部２ｂに、概ね水平方向に向けて配置されている。発電機１４は、電磁弁１２を通過した湯水が電磁弁側配管２０を通って流入し、発電機１４を通過した湯水は吐水口側配管２２を通って吐水口６から吐出されるように接続されている。発電機１４により生成された電力は、電磁弁１２、コントローラ１６、人感センサー８等を作動させるために使用される。発電機１４の内部構造は後述する。
【００２９】
コントローラ１６は、人感センサー８から入力された検出信号に基づいて、電磁弁１２を開閉する制御信号を発生するように構成されている。具体的には、コントローラ１６は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム等（図示せず）により構成されている。
【００３０】
図３乃至９に示すように、発電機１４は、発電機通水路形成部材２４と、この発電機通水路形成部材２４の内部に配置された羽根車２６と、この羽根車２６に取り付けられた発電用マグネット２８と、羽根車２６を回転可能に支持する羽根車回転軸３０と、発電機通水路形成部材２４の外側に配置された発電用コイル３２と、を有する。また、図３及び図４に示すように、発電用コイル３２、発電用マグネット２８、及び羽根車２６の羽根２６ａは、吐水口６に近い側から羽根車回転軸３０に沿って、この順序で並んで配置されている。
【００３１】
図６に示すように、発電機通水路形成部材２４は、内部に概ね円筒形の通水路を形成する拡径部である大径部２４ａと、大径部２４ａよりも細い概ね円筒形の通水路を形成する小径部２４ｂと、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続する変形許容部である段部２４ｃと、を有する。これらの大径部２４ａ及び小径部２４ｂは、それらの内部に発電機通水路を構成する。また、大径部２４ａと段部２４ｃが接合するコーナー部２４ｅは、大径部２４ａと段部２４ｃが滑らかに連なるように、Ｒが付けられ、即ち、円弧状の断面をもつように形成されている。大径部２４ａと、大径部２４ａの下流側端部の段部２４ｃが滑らかに連なることにより、大径部２４ａに滞留していた気泡は、円滑に大径部２４ａから下流の小径部２４ｂへ排出される。本実施形態において、コーナー部２４ｅは、気泡の排出を促進する排出促進手段として機能する。
【００３２】
大径部２４ａの内部には、羽根車２６が回転可能に配置されている。羽根車２６は、その羽根車回転軸３０が大径部２４ａの中心軸線と一致するように配置されており、発電機通水路内に湯水が流れると羽根車回転軸３０を中心に回転されるように構成されている。また、図３及び図４に示すように、発電機通水路形成部材２４は、その中心軸線が概ね水平方向に向くように配置されている。このため、水栓装置１の止水時において吐水口６から外気が侵入した場合には、外気は、大径部２４ａ内側上部の空気溜チャンバ２４ｄに集まる。即ち、空気溜チャンバ２４ｄは、水栓装置本体２内の通水路において最も上方に位置する空間であり、侵入した空気は通水路内で浮き上がり、空気溜チャンバ２４ｄに集まるようになっている。
【００３３】
小径部２４ｂは、大径部２４ａよりも直径が小さい管であり、その中心軸線が大径部２４ａの中心軸線と一致するように形成されている。また、小径部２４ｂの上流端には、羽根車回転軸３０の下流端側を支持する軸受部３４が配置されている。即ち、軸受部３４は、段部２４ｃに隣接して配置されている。
【００３４】
段部２４ｃは、中心軸線に対して直交する方向の壁面によって、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続するように形成されている。本実施形態においては、この段部２４ｃは肉厚が薄く形成されており、発電機通水路形成部材２４に力が作用した場合には、主に段部２４ｃが変形されるように構成されている。
【００３５】
軸受部３４は、小径部２４ｂの内側にはめ込まれる概ね円柱形の部材であり、その中心軸線上には、羽根車回転軸３０を受け入れる軸受穴３４ａが設けられ、その周囲には、湯水を通過させる貫通孔３４ｂが複数設けられている。上記のように、軸受部３４は段部２４ｃに隣接して配置されており、これにより段部２４ｃの変形量を制限するように作用する。
【００３６】
一方、図６乃至９に示すように、羽根車回転軸３０の上流端側は、ノズルケース３６の中央に設けられた軸受穴３６ａによって回転可能に支持されている。ノズルケース３６は、円形の浅いカップ形の板であり、その中心に軸受穴３６ａが設けられている。ノズルケース３６は、大径部２４ａの内部に、通水路の中央部を塞ぐように配置された概ねカップ形の部材である。上流側から大径部２４ａに流入した湯水はノズルケース３６によって大径部２４ａの周辺部に誘導され、ノズルケース３６の外周部と大径部２４ａの内壁面との間の隙間を下流側に流れる。次いで、湯水は、ノズルケース３６の側面に設けられた噴射口３６ｂから大径部２４ａの中央に向かって流れ、羽根車２６を回転させる。即ち、噴射口３６ｂは、大径部２４ａの周辺部から羽根車２６に向けて水を噴射する。
また、金属製の羽根車回転軸３０が羽根車２６を貫通してノズルケース３６から軸受部３４まで、段部２４ｃを横断するように延びている。このため、段部２４ｃの変形量が、羽根車回転軸３０により制限される。
【００３７】
図６乃至図８に示すように、羽根車２６は、概ね円筒形の部材であり、その中心軸線に沿って羽根車回転軸３０が取り付けられている。羽根車２６の上流端側には、羽根２６ａが設けられており、ノズルケース３６の周縁から中央に向かう湯水の流れによって羽根車２６が回転されるようになっている。また、羽根車２６の内部には、軸線方向に貫通した羽根車通水路２６ｂが設けられており、周縁から中央に集まった湯水が、この羽根車通水路２６ｂを通って小径部２４ｂに流入するようになっている。
【００３８】
さらに、羽根車２６の外周は、その下流側が縮径されており、この縮径部分に円環状の発電用マグネット２８が取り付けられている。従って、発電用マグネット２８を、羽根車回転軸３０の方向に投影すると、この投影は、羽根車２６の羽根２６ａの一部に重なる。即ち、発電用マグネット２８と羽根車２６の羽根２６ａは、羽根車回転軸３０の方向に投影において一部が重なっている。
【００３９】
図９に示すように、噴射口３６ｂは、ノズルケース３６の側面に、円周方向に等間隔に３つ設けられている。即ち、各噴射口３６ｂは、羽根車回転軸３０を中心とする円の円周方向に等間隔に形成されている。湯水は、噴射口３６ｂから、羽根車２６の外側円周のほぼ接線方向に噴射され、羽根車回転軸３０に直交する方向に羽根車２６の羽根２６ａに当たって羽根車２６を回転させる。羽根２６ａに当たった湯水は、羽根車２６の中心に向かって流れた後、羽根車２６中央の羽根車通水路２６ｂに流入し、羽根車通水路２６ｂ内を水平方向に流れる。
【００４０】
発電用マグネット２８は、概ね円環状に構成されており、その円周に沿ってＮ極とＳ極が交互に形成されている。
発電用コイル３２は、円環状に形成されており、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂを取り囲むように配置されている。また、発電用コイル３２の上流側の端部は発電機通水路形成部材２４の段部２４ｃに当接されている。発電用コイル３２が段部２４ｃに当接されていることにより、発電機１４が振動された場合における段部２４ｃ（変形許容部）の変形量が制限される。発電用コイル３２と発電用マグネット２８は、発電機通水路形成部材２４の軸線方向に並んで配置されており、発電用マグネット２８が羽根車２６と共に回転されると、発電用コイル３２に起電力が発生する。このように、発電機１４には上流側から順に羽根車２６、発電用マグネット２８、発電用コイル３２が配置されている。
【００４１】
さらに、図５に示すように、発電機１４は、防水カバー３８と、磁極片４０を有する。
防水カバー３８は、発電機通水路形成部材２４の一部を覆うように取り付けられる概ね円筒状の部材である。防水カバー３８は、小径部２４ｂの上流側の部分から大径部２４ａの下流側の部分まで延びて、これらの一部を覆うように配置される。また、発電用コイル３２及び磁極片４０は、発電機通水路形成部材２４の外面と防水カバー３８の内面の間の空間に収容され、発電機１４が振動された際の磁極片４０の位置ずれが防止される。また、防水カバー３８は、発電用コイル３２が防水カバー３８と発電機通水路形成部材２４の段部２４ｃとの間に挟まれて固定されるように寸法決めされている。防水カバー３８と大径部２４ａ間、及び防水カバー３８と小径部２４ｂの間には夫々Ｏリングが配置されており、防水カバー３８の内部に湯水が侵入しないようになっている。また、防水カバー３８は、小径部２４ｂから大径部２４ａまで、段部２４ｃを横断するように配置されているので、発電機１４が振動された際の段部２４ｃの変形量を制限する。
【００４２】
磁極片４０は、磁性材の薄板で構成されており、発電用コイル３２の内周側及び外周側を取り囲むように形成されている。また、磁極片４０は、発電用コイル３２から大径部２４ａを取り囲むように延びる複数の爪部４０ａを有する。各爪部４０ａは、大径部２４ａの外周面に接触するように、大径部２４ａの軸線方向に延びている。大径部２４ａの内側には発電用マグネット２８が収容されているので、磁極片４０は発電用コイル３２から発電用マグネット２８の周囲に延びることになり、発電用マグネット２８の磁気は磁極片４０の爪部４０ａを介して発電用コイル３２に誘導される。即ち、磁極片４０と発電用マグネット２８は、羽根車回転軸３０を中心とする円の半径方向に対向するように配置されると共に、この円の半径方向に磁気を伝達する。また、磁極片４０の各爪部４０ａが大径部２４ａを取り囲むように延びているので、段部２４ｃの変形量が、磁極片４０により制限される。
【００４３】
次に、図３、４、１０及び１１を参照して、発電機１４の固定構造を説明する。
図４に示すように、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂの先端には、吐水口側通水路形成部材４２が接続されている。この吐水口側通水路形成部材４２は吐水口側配管２２（図２）として機能する。また、吐水口側通水路形成部材４２の両側面には、吐水口側支持ブラケット４２ａが形成されている。さらに、吐水口側通水路形成部材４２と小径部２４ｂの間には、パッキン４２ｂが配置されており、小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間の水密性が確保されている。このパッキン４２ｂにより、発電機１４の小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間の僅かな相対変位が許容される。なお、パッキン４２ｂは、第２弾性部材として機能する。
【００４４】
また、図１１に示すように、吐水口側通水路形成部材４２の先端には、吐水口形成部である吐水口形成リング４４、及び整流部材４６が取り付けられている。吐水口形成リング４４は円筒状の部材であり、小径部２４ｂ、吐水口側通水路形成部材４２を通過した湯水が吐水口形成リング４４の内側を通って吐出される。吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２の先端部に設けられた吐水口配置開口２ｃの内側に配置される。この吐水口配置開口２ｃと吐水口形成リング４４の間には隙間が設けられ、吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２と接触しないように固定されている。また、吐水口形成リング４４の下端は、吐水口配置開口２ｃよりも内側に引っ込んで位置決めされている。さらに、吐水口形成リング４４の外周面と吐水口配置開口２ｃの間の隙間は、隙間カバー４８によって覆われている。さらに、吐水口側通水路形成部材４２は、支点形成部材である支持用パッキン５０を介して水栓装置本体２と接触している。このように、吐水口側通水路形成部材４２は、支持用パッキン５０により弾性支持される。
【００４５】
一方、図４に示すように、発電機通水路形成部材２４の大径部２４ａには、段付き円筒状の第１電磁弁側通水路形成部材５２、及び第２電磁弁側通水路形成部材５４が挿入され、第２電磁弁側通水路形成部材５４には第３電磁弁側通水路形成部材５６が接続されている。これら第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６は、電磁弁側配管２０として機能する。なお、図３に示すように、第３電磁弁側通水路形成部材５６の上流側の端部は、温度調節バルブ１０及び電磁弁１２を収容し、本体基端部２ａの中に配置されたベース部材５９に接続されている。
【００４６】
また、第３電磁弁側通水路形成部材５６には磁弁側支持ブラケット５６ａが設けられている。大径部２４ａと第１電磁弁側通水路形成部材５２の間にはパッキン５２ａが配置され、第１電磁弁側通水路形成部材５２と第２電磁弁側通水路形成部材５４の間にはパッキン５４ａが配置され、第２電磁弁側通水路形成部材５４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間にはパッキン５６ｂが配置されており、これらの部材の間の水密性が確保されている。
【００４７】
また、パッキン５２ａにより、発電機１４の大径部２４ａと第１電磁弁側通水路形成部材５２の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。パッキン５４ａにより、第１電磁弁側通水路形成部材５２と第２電磁弁側通水路形成部材５４の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。パッキン５６ｂにより、第２電磁弁側通水路形成部材５４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。なお、パッキン５２ａ、パッキン５４ａ及びパッキン５６ｂは、第１弾性部材として機能する。
【００４８】
このように、吐水口側配管２２には、吐水口側通水路形成部材４２と小径部２４ｂの間にパッキン４２ｂが配置されているのに対し、電磁弁側配管２０には、各電磁弁側通水路形成部材の間にパッキン５２ａ、パッキン５４ａ及びパッキン５６ｂが配置されている。このため、電磁弁側配管２０の方が吐水口側配管２２よりもパッキンによる変形の余地が大きく、電磁弁側配管２０の方が吐水口側配管２２よりも容易に変形可能に構成されている。また、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂと、吐水口側通水路形成部材４２との間のパッキン４２ｂを介した接続部は、吐水口側配管２２と発電機１４の間の屈曲を許容する屈曲許容部として機能する。
【００４９】
次に、図３、４及び図１０を参照して、発電機１４の水栓装置本体２に対する取り付け構造を説明する。図１０（ａ）は吐水口側通水路形成部材４２の吐水口側支持ブラケット４２ａの支持構造を示す断面図であり、図１０（ｂ）は第３電磁弁側通水路形成部材５６の電磁弁側支持ブラケット５６ａの支持構造を示す断面図である。
【００５０】
図３及び４に示すように、発電機１４は、発電機１４とは別体の部材である吐水口側通水路形成部材４２の吐水口側支持ブラケット４２ａ、及び第３電磁弁側通水路形成部材５６の電磁弁側支持ブラケット５６ａを介して水栓装置本体２に取り付けられている。また、取り付けられた発電機１４と水栓装置本体２の内壁面との間、即ち、発電機１４と本体水平部２ｂの内側面の間、及び発電機１４と本体蓋部２ｅの裏面の間には、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されている。このため、発電機１４の振動が許容されると共に、振動する発電機１４が水栓装置本体２に直接当たることによる異音の発生が防止される。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、吐水口側支持ブラケット４２ａは、第４弾性部材である吐水口側ゴムブッシュ５８を介して、ビス５８ａにより水栓装置本体２に取り付けられている。また、図１０（ｂ）に示すように、電磁弁側支持ブラケット５６ａは、第３弾性部材である電磁弁側ゴムブッシュ６０を介して、ビス６０ａにより水栓装置本体２に取り付けられている。また、図３に示すように、吐水口側ゴムブッシュ５８と電磁弁側ゴムブッシュ６０は、ほぼ同じ高さに配置されている。即ち、吐水口側ゴムブッシュ５８と電磁弁側ゴムブッシュ６０を結ぶ直線は、ほぼ水平方向に向けられている。
【００５２】
なお、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０は、振動励起手段を構成する。即ち、発電機１４は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０により、非常に振動しやすい状態に支持される。一方、発電機１４においては、羽根車２６と共に発電用マグネット２８が回転され、固定されている発電用コイル３２との間に相対的な回転が発生する。これにより、発電用コイル３２に起電力が発生すると共に、発電用マグネット２８と発電用コイル３２の間には、羽根車回転軸３０に直交する方向の電磁力が発生する。この電磁力は発電用マグネット２８と発電用コイル３２の間の相対的な回転位置により変化するので、発電用マグネット２８が回転されると電磁力は振動的に変化する。この振動的な力と、発電機１４の振動励起手段による支持の相乗効果により、発電機１４には羽根車回転軸３０に直交する方向の振動が励起される。特に、本実施形態においては、発電用コイル３２として単層のコイルを採用することにより、発生する電磁力の変動が大きくされており、発電機１４の振動を効果的に励起することができる。
【００５３】
図１０（ａ）に示すように、吐水口側ゴムブッシュ５８は、支持ブラケットである吐水口側支持ブラケット４２ａの上面に位置する上面部分５８ｂ、吐水口側支持ブラケット４２ａの下面に位置する下面部分５８ｃ、及びビス５８ａの周囲に位置する周囲部分５８ｄから形成されている。即ち、上面部分５８ｂは吐水口側支持ブラケット４２ａの上面と、ビス５８ａの頭との間に挟まれる部分であり、下面部分５８ｃは吐水口側支持ブラケット４２ａの下面と、水栓装置本体２の本体水平部２ｂとの間に挟まれる部分である。また、周囲部分５８ｄはビス５８ａの軸部分と、吐水口側支持ブラケット４２ａの穴の内壁面との間に挟まれる部分である。
【００５４】
従って、発電機１４及び吐水口側通水路形成部材４２が鉛直方向に変位された場合には、主に、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃが弾性変形される。一方、発電機１４及び吐水口側通水路形成部材４２が水平方向に変位された場合には、主に、吐水口側ゴムブッシュ５８の周囲部分５８ｄが弾性変形される。また、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃの厚さは、周囲部分５８ｄの厚さよりも厚いので、吐水口側支持ブラケット４２ａは、水平方向よりも鉛直方向に、より容易に変位される。即ち、吐水口側支持ブラケット４２ａを鉛直方向に押圧した場合の吐水口側支持ブラケット４２ａの変位量は、同じ力で水平方向に押圧した場合の変位量よりも大きくなる。
【００５５】
さらに、ビス５８ａの軸部の周囲には、吐水口側支持ブラケット４２ａと整合する位置に、環状の、三角形断面の突起５８ｅが形成されている。この突起５８ｅが設けられていることにより、吐水口側支持ブラケット４２ａが水平方向に押圧された場合でも、吐水口側支持ブラケット４２ａは鉛直方向にも変位される。即ち、水平方向の押圧力により、周囲部分５８ｄが突起５８ｅの斜面上を上方又は下方に滑るように移動され、これが吐水口側支持ブラケット４２ａに鉛直方向の変位を発生させる。従って、吐水口側支持ブラケット４２ａに水平方向の加振力が作用した場合でも、この加振力の一部は鉛直方向に変換され、吐水口側支持ブラケット４２ａには鉛直方向成分をもつ振動が励起される。
【００５６】
同様に、図１０（ｂ）に示すように、電磁弁側ゴムブッシュ６０は、支持ブラケットである電磁弁側支持ブラケット５６ａの上面に位置する上面部分６０ｂ、電磁弁側支持ブラケット５６ａの下面に位置する下面部分６０ｃ、及びビス６０ａの周囲に位置する周囲部分６０ｄから形成されている。
【００５７】
従って、発電機１４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６が鉛直方向に変位された場合には、主に、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃが弾性変形される。一方、発電機１４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６が水平方向に変位された場合には、主に、電磁弁側ゴムブッシュ６０の周囲部分６０ｄが弾性変形される。また、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃの厚さは、周囲部分６０ｄの厚さよりも厚いので、電磁弁側支持ブラケット５６ａは、水平方向よりも鉛直方向に、より容易に変位される。即ち、電磁弁側支持ブラケット５６ａを鉛直方向に押圧した場合の電磁弁側支持ブラケット５６ａの変位量は、同じ力で水平方向に押圧した場合の変位量よりも大きくなる。
【００５８】
さらに、ビス６０ａの軸部の周囲には、電磁弁側支持ブラケット５６ａと整合する位置に、環状の、三角形断面の突起６０ｅが形成されている。この突起６０ｅが設けられていることにより、電磁弁側支持ブラケット５６ａが水平方向に押圧された場合でも、電磁弁側支持ブラケット５６ａは鉛直方向にも変位される。即ち、水平方向の押圧力により、周囲部分６０ｄが突起６０ｅの斜面上を上方又は下方に滑るように移動され、これが電磁弁側支持ブラケット５６ａに鉛直方向の変位を発生させる。従って、電磁弁側支持ブラケット５６ａに水平方向の加振力が作用した場合でも、この加振力の一部は鉛直方向に変換され、電磁弁側支持ブラケット５６ａには鉛直方向成分をもつ振動が励起される。このため、発電機１４がランダムな方向の加振力を受けた場合でも、発電機１４は、鉛直方向に大きく振動される。
【００５９】
ここで、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃは、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃよりも厚く形成されている。従って、一定の大きさの弾性変形を起こさせるために必要な力は、電磁弁側ゴムブッシュ６０の方が吐水口側ゴムブッシュ５８よりも小さくなる。換言すれば、一定の距離だけ上方又は下方に変位させるために必要な力は、電磁弁側支持ブラケット５６ａの方が、吐水口側支持ブラケット４２ａよりも小さくなるように構成されている。
【００６０】
このようにパッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂ（第１弾性部材）、パッキン４２ｂ（第２弾性部材）、吐水口側ゴムブッシュ５８（第４弾性部材）及び電磁弁側ゴムブッシュ６０（第３弾性部材）を構成し、配置することにより、発電機１４は、吐水口６に近い下流側よりも電磁弁１２に近い上流側の方がより大きく振動されるように支持される。また、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０の変形量は、パッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂ及びパッキン４２ｂの変形量よりも大きくなるように構成されている。さらに、羽根車２６の羽根２６ａは、吐水口側ゴムブッシュ５８よりも、電磁弁側ゴムブッシュ６０の近くに位置するため、さらに発電機１４は、その上流側が振動されやすくなっている。
【００６１】
また、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０は、主に、発電機１４の鉛直方向の振動を許容するように構成されている。これに対して、図１１に示すように、吐水口側通水路形成部材４２を弾性支持する支持用パッキン５０は、水平に対して傾斜した平面上に配置されている。このため、支持用パッキン５０は、鉛直方向に対して傾斜した方向の振動を主に許容するように作用し、この方向の振動と比較して、鉛直方向の振動に対しては、支持用パッキン５０は振動を拘束する。これにより、発電機１４は、鉛直方向の振動に対し、支持用パッキン５０を概ね支点として振動し、支持用パッキン５０から離れるほど発電機１４の上下方向の振動の振幅が大きくなる。この上下方向の振動は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０によって許容される。一方、支持用パッキン５０の下流側の振動については、吐水口側通水路形成部材４２の下流側に取り付けられた吐水口形成リング４４は、吐水口配置開口２ｃに対して隙間を空け、水栓装置本体２と接触しないように取り付けられているので、拘束されることがない。なお、吐水口形成リング４４の下端は、発電機１４よりも支持用パッキン５０の近くに位置するので、支持用パッキン５０を支点とする振動の振幅は、吐水口形成リング４４の下端よりも発電機１４の方が大きくなる。
【００６２】
次に、図３、４及び図１２を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の組み立て手順を説明する。図１２は、水栓装置本体２の本体水平部２ｂから、本体蓋部２ｅを取り外した状態を示す斜視図である。
まず、図３に示すように、水栓装置１を組み立てる場合には、発電機１４の上流側に、第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４、第３電磁弁側通水路形成部材５６を、各部材の間に夫々パッキンを介して取り付ける。一方、発電機１４の下流側には、吐水口側通水路形成部材４２を、パッキンを介して取り付ける。このようにして組み立てられた発電機１４を含むユニットを、本体水平部２ｂの上方の開放部２ｄから、本体水平部２ｂの中に配置し、取り付ける。即ち、第３電磁弁側通水路形成部材５６の下端部を、Ｏリングを介してベース部材５９に挿入する。また、吐水口側通水路形成部材４２と、本体水平部２ｂの間には、支持用パッキン５０（図１１）を配置する。
【００６３】
組み立てられたユニットを本体水平部２ｂの適所に配置した後、ビス５８ａにより吐水口側支持ブラケット４２ａを本体水平部２ｂに固定すると共に、ビス６０ａにより電磁弁側支持ブラケット５６ａを本体水平部２ｂに固定する。即ち、吐水口側通水路形成部材４２を吐水口側ゴムブッシュ５８を介して本体水平部２ｂに着脱可能に連結すると共に、第３電磁弁側通水路形成部材５６を電磁弁側ゴムブッシュ６０を介して本体水平部２ｂに着脱可能に連結する。これらの作業は、本体水平部２ｂの上方の開放部２ｄを介して上方から容易に行うことができる。ユニットを固定した後、開放部２ｄに本体蓋部２ｅを被せ、蓋体止めねじ２ｆにより、本体蓋部２ｅを水栓装置本体２に固定する。即ち、蓋体止めねじ２ｆにより、本体蓋部２ｅを本体水平部２ｂに着脱可能に取り付ける。
【００６４】
次に、図１３を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の、設置面９への取り付け手順を説明する。図１３は、水栓装置１を設置面９への取り付けた状態を示す断面である。
図１３に示すように、水栓装置１は、固定用シャフト６２と、締結部材６４と、固定用ナット６４ａと、弾性マウント部材６６と、背面弾性マウント部材６８によって固定される。固定用シャフト６２にはねじ山が設けられており、水栓装置本体２内のベース部材５９に螺合される。締結部材６４は、設置面９に設けた取り付け穴９ａを取り囲むように配置されるＣ字形の部材であり、固定用シャフト６２を通す穴６２ａが設けられている。弾性マウント部材６６は、設置面９の上に配置される環状の弾性部材である。背面弾性マウント部材６８は、設置面９の背面側に配置される環状の弾性部材である。
【００６５】
まず、固定用シャフト６２を、水栓装置本体２内のベース部材５９に取り付ける。次に、設置面９の上面に弾性マウント部材６６を配置し、設置面９に形成された取り付け穴９ａに固定用シャフト６２を通すように、設置面９上に水栓装置１を配置する。これにより、本体基端部２ａの底面と設置面９の間に、弾性マウント部材６６が挟まれる。次に、取り付け穴９ａを取り囲むように、設置面９の裏側に背面弾性マウント部材６８を配置する。さらに、締結部材６４の穴６２ａに固定用シャフト６２を通すようにして、背面弾性マウント部材６８を下方からおさえる。この状態で、固定用シャフト６２に固定用ナット６４ａを螺合させ、締結部材６４を締め付ける。これにより、本体基端部２ａの底面と設置面９上面の間には弾性マウント部材６６が挟まれ、設置面９下面と締結部材６４の間には背面弾性マウント部材６８が挟まれる。
【００６６】
この構造により、本体基端部２ａの底面から設置面９に伝わる振動は、弾性マウント部材６６により抑制され、本体基端部２ａから固定用シャフト６２、締結部材６４を介して設置面９に伝わる振動は、背面弾性マウント部材６８によって抑制される。
【００６７】
次に、図１４乃至図１６を新たに参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の作用を説明する。図１４は、発電機１４、吐水口側通水路形成部材４２、第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４の変位を模式的に示す図である。図１５は、空気溜チャンバ２４ｄに滞留する空気の様子を示す図である。図１６は、空気溜チャンバ２４ｄに滞留する空気が排出される経路を模式的に示す図である。
【００６８】
まず、使用者が、水栓装置本体２の先端部に設けられた人感センサー８に手指をかざすと、人感センサー８はこれを検知し、コントローラ１６に信号を送る。コントローラ１６は、人感センサー８が手指を検知すると、電磁弁１２に信号を送り、電磁弁１２を開放状態に切り換える。電磁弁１２が開放されると、湯供給管１８ａ及び水供給管１８ｂを介して供給された湯及び水が温度調節バルブ１０に夫々供給される。供給された湯及び水は、温度調節バルブ１０の内部で混合され、図３に矢印で示すように流れて発電機１４に到達する。即ち、供給された湯及び水は、温度調節バルブ１０により、温度調節用ツマミ４によって設定された温度に調節されて流出する。温度調節バルブ１０から流出した湯水は、開放状態の電磁弁１２を通過する。
【００６９】
電磁弁１２を通過した湯水は、電磁弁側配管２０を構成する第３電磁弁側通水路形成部材５６、第２電磁弁側通水路形成部材５４、及び第１電磁弁側通水路形成部材５２の内部を流れて発電機１４に到達する。次いで、発電機通水路形成部材２４の大径部２４ａに流入した湯水は、大径部２４ａの中央部に配置されているノズルケース３６を迂回して流れ、側面の噴射口３６ｂから羽根車回転軸３０に直交する方向に噴出し、羽根車２６の羽根２６ａに側面から当たる（図３の矢印参照）。この羽根車２６の羽根車回転軸３０に対して概ね直角な方向の湯水の流れにより、羽根車２６が回転される。羽根車２６を回転させた湯水は、羽根車２６に設けられた羽根車通水路２６ｂ、軸受部３４に設けられた貫通孔３４ｂ、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂを通って発電機１４から流出する。発電機１４を通過した湯水は、吐水口側配管２２を構成する吐水口側通水路形成部材４２に流入し、これに連結された吐水口形成リング４４、整流部材４６を通って吐水口６から吐出される。
【００７０】
また、羽根車２６に取り付けられた発電用マグネット２８は、羽根車２６の回転と共に回転され、発電用マグネット２８の周囲に形成される磁場が変化される。この磁場の変化は磁極片４０により発電用コイル３２に誘導され、発電用コイル３２に起電力が発生する。この際、発電用マグネット２８と磁極片４０の間には電磁力が作用し、この電磁力は羽根車２６の回転と共に変動する。この電磁力の変動が、発電機１４に振動させる加振源の一つになる。一方、発電機１４により生成された電力は、コントローラ１６に内蔵された充電器（図示せず）に充電され、電磁弁１２の開閉、人感センサー８の作動、及びコントローラ１６自体の作動に使用される。
【００７１】
次いで、使用者の手指が人感センサー８によって検知されなくなると、コントローラ１６は、電磁弁１２に信号を送り、これを閉鎖状態に切り換える。これにより、水栓装置１は止水状態にされる。水栓装置１が止水状態にされた後、電磁弁１２の下流側の通水路である電磁弁側配管２０、吐水口側配管２２、及び発電機通水路形成部材２４の内部の湯水には重力が作用し、これらの通水路よりも下方に位置する吐水口６から湯水を流下させようとする。一方、吐水口６には整流部材４６が配置されており、吐水口６から流出される湯水は整流部材４６に設けられた多数の細孔を通って流出されるようになっている。このため、内部の湯水を流下させようとする重力に抗して表面張力が作用し、通水路内の湯水の流出は抑制される。しかしながら、通水路内の湯水の一部は整流部材４６の細孔を通って流出されてしまい、流出した湯水と入れ代わって外気が通水路内に侵入する。また、通水路内の湯水は、外気に蒸発されることによっても減少される。
【００７２】
通水路内に侵入した外気は、気泡となって通水路内で浮き上がり、上方に移動される。これにより、侵入した外気は、通水路内で最も上方に位置する空間である大径部２４ａの上方の部分である空気溜チャンバ２４ｄ（図３）に集まる。通水路、特に、発電機１４の内部に侵入した空気は、発電機１４の作用に悪影響を及ぼし、発電効率を低下させたり、発電量を不安定にする。さらには、侵入した空気は、発電機１４から異音を発生させたり、影響が大きい場合には発電機１４の寿命を縮めてしまう場合がある。また、発電機１４の内部に溜まった空気は、吐水状態にされた後にも、内部を流れる湯水により全量が容易に押し出されることはなく、従来の水栓装置においては、発電機１４内に空気が溜まったままとなる。
【００７３】
本発明の実施形態による水栓装置１においては、発電機１４は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０により、水栓装置本体２に対して容易に振動できるように構成されている。さらに、発電機１４と吐水口側通水路形成部材４２の間にはパッキン４２ｂが配置され、発電機１４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間には、パッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂが夫々配置されており、これらのパッキンは、発電機１４と各通水路形成部材の間の相対変位を許容する。これにより、図１４に示すように、発電機１４及びこれに接続された部材が振動する。なお、図１４の変位量は誇張して描かれている。
【００７４】
これらのゴムブッシュ及びパッキンは、水栓装置１が吐水状態にされたとき、発電用マグネット２８と磁極片４０の間に働く電磁力、及び発電機１４の内部の湯水の流れにより発電機１４に励起される振動が、水栓装置本体２に伝達されるのを抑制する。また、弾性マウント部材６６は、水栓装置本体２の振動が設置面９に伝達されるのを抑制する。さらに、背面弾性マウント部材６８は、水栓装置本体２の振動が固定用シャフト６２、締結部材６４に伝達され、設置面９を振動させるのを防止する。このように、発電機１４が振動し、この振動が水栓装置本体２及び設置面９に伝達されることによる異音の発生が抑制される。
【００７５】
一方、発電機１４の振動は、内部に溜まった空気を、内部を流れる湯水と共に排出されやすくする。即ち、図１５（ａ）に示すように、発電機１４内の空気は、大径部２４ａの中で浮き上がり、最も鉛直上方に位置する大径部２４ａ上部内壁面付近に集められ、滞留する。このような内壁面近傍は、大径部２４ａ内を流れる湯水の流速も遅いので、発電機１４内に湯水が流れても容易には排出されない。ここで、発電機１４が上下方向に振動されると、図１５（ｂ）に示すように、内壁面近傍に滞留していた気泡は、壁面から引き離され、流路の中央近くに移動される。気泡が内壁面から引き離されると、壁面から離れたところでは比較的流速も高いので、大径部２４ａ内を流れる湯水により、気泡は発電機１４から排出される。また、前述したように、吐水口側ゴムブッシュ５８及びビス５８ａ、電磁弁側ゴムブッシュ６０及びビス６０ａは、水平方向の加振力を鉛直方向の振動成分に変換するように作用するので、発電機１４には多くの鉛直方向成分を含む振動が励起される。
【００７６】
さらに、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅは、断面が円弧状になるように形成されているので、羽根車２６の外側を通る湯水の流れによる気泡の排出が促進される。
さらに、図１６（ａ）に模式的に示すように、発電機１４内に流入した湯水は、ノズルケース３６側面の噴射口３６ｂから噴射されて羽根車２６の羽根２６ａに当たる。この噴射口３６ｂから羽根車２６の中心に向かう湯水の流れが、大径部２４ａ内の気泡を羽根車２６の中央部に移動させる。これにより、図１６（ｂ）に示すように、大径部２４ａ内の気泡は、羽根車２６の羽根車通水路２６ｂを通って発電機１４の外に排出される。
【００７７】
さらに、電磁弁側ゴムブッシュ６０は、吐水口側ゴムブッシュ５８よりも振動を許容しやすく構成されているため、大径部２４ａが位置する発電機１４の上流側が、下流側よりも、より大きく振動される。これにより、大径部２４ａ内の空気の排出が促進される。さらに、発電機１４の上流側には、比較的重量が軽い羽根車２６が配置され、重量の重い発電用コイル３２、発電用マグネット２８が下流側に配置されているので、発電機１４の上流側は、下流側よりも大きな振幅で振動されやすくなっている。
【００７８】
また、発電機１４を振動させるには、これに接続されている電磁弁側配管２０及び吐水口側配管２２が変形される必要がある。ここで、電磁弁側配管２０は、パッキン５２ａ、パッキン５４ａ、及びパッキン５６ｂを各部材の間に介装して構成されているのに対して、吐水口側配管２２にはパッキン４２ｂが設けられているのみであり、電磁弁側配管２０の方が変形されやすくなっている。
【００７９】
また、発電機１４の吐水口側は、別体に構成された吐水口側通水路形成部材４２に接続され、これに設けられた吐水口側支持ブラケット４２ａを介して吐水口側ゴムブッシュ５８により水栓装置本体２に支持されている。また、発電機１４の電磁弁側は、別体に構成された第３電磁弁側通水路形成部材５６に接続され、これに設けられた電磁弁側支持ブラケット５６ａを介して電磁弁側ゴムブッシュ６０により水栓装置本体２に支持されている。このため、発電機１４と、これを支持する部材との間の相対的な移動が許容され、発電機１４は、より振動されやすくなっている。即ち、図１４に示すように、発電機１４の上流側の電磁弁側配管２０の方が、下流側の吐水口側配管２２よりも変形量が大きくなる。
【００８０】
さらに、発電機１４が振動されると、これに接続された吐水口側配管２２も振動されるが、この先端に取り付けられた吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２と接触しないように吐水口側配管２２に配置されているため、発電機１４の振動が吐水口形成リング４４により妨げられることはない。
【００８１】
また、吐水口側配管２２を構成する吐水口側通水路形成部材４２は、支持用パッキン５０により水栓装置本体２に対して弾性支持されている。このため、発電機１４の振動は、概ね、支持用パッキン５０を支点とした上下方向の振動となる。ここで、吐水口形成リング４４は、発電機１４よりも支持用パッキン５０の近くに配置されているため、支持用パッキン５０を支点とする振動は、吐水口形成リング４４の側の振幅が比較的小さくなり、発電機１４が大きく振動されても、吐水口形成リング４４から吐出される湯水の流れが大きく振られることはない。
【００８２】
さらに、発電機１４の小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間にはパッキン４２ｂを配置して、屈曲許容部を形成している。このため、発電機１４の振動の一部は屈曲許容部により吸収され、発電機１４から吐水口形成リング４４に伝わる振動が小さくなり、吐水口形成リング４４の振れが減少される。
【００８３】
また、吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２の吐水口配置開口２ｃよりも内側に引っ込んで配置されているので、吐水口形成リング４４が振動されても、それが外部からは視認され難く、水栓装置１の外観を損なうことがない。さらに、吐水口形成リング４４と吐水口配置開口２ｃの間の隙間は、隙間カバー４８によって覆われているので、水栓装置本体２と吐水口形成リング４４の間に隙間が空けられていても、水栓装置１の外観を損なうことがなく、また、吐水口形成リング４４の振動が外部から見えないようになっている。
【００８４】
さらに、発電機１４が振動されると、発電機通水路形成部材２４には、これを変形させる力が作用する。特に、この力は、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続する段部２４ｃに集中しやすいが、この段部２４ｃを変形許容部として変形しやすく構成することにより、発電機通水路形成部材２４作用する応力を逃がしている。しかしながら、段部２４ｃの変形が過大になると、発電機通水路形成部材２４の破壊に繋がる虞があるので、この段部２４ｃに隣接して発電用コイル３２を配置し、段部２４ｃの変形が過大になるのを防止している。
【００８５】
さらに、磁極片４０の爪部４０ａは、段部２４ｃを横断するように配置されており、段部２４ｃの変形量を制限する。また、段部２４ｃに隣接する小径部２４ｂの内側には、軸受部３４がはめ込まれているので、段部２４ｃの内周部の変形量が制限される。さらに、羽根車２６の羽根車回転軸３０も、段部２４ｃを横断するように配置されており、段部２４ｃの変形量が制限される。加えて、防水カバー３８は、発電用コイル３２及び磁極片４０を覆い、段部２４ｃの両側の大径部２４ａ及び小径部２４ｂを覆うように配置されているので、段部２４ｃの変形は、防水カバー３８によっても制限される。
【００８６】
本発明の実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅが排出促進手段として機能するので、大径部２４ａの内壁面から引き離された気泡を効果的に排出することができる。これにより、初期使用開始前から発電機１４内に残留している空気、又は止水時に発電機１４内に侵入した空気を効果的に排出することができる。また、内壁面から引き離された気泡の排出が促進されることにより、小さな振動を発電機１４に励起するだけで十分な気泡の排出効果を得ることができる。これにより、発電機に大きな振動を励起して、異音が発生するのを回避することができる。また、発電機１４は、水栓装置本体２の内壁面との間に、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置されているので、発電機１４に振動が励起されても、発電機１４の振動が水栓装置本体２の内壁面を振動させて異音が発生するのを防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅが、排出促進手段として、円弧状に形成されているので、大径部２４ａの内壁面から引き離された気泡を、円弧状のコーナー部２４ｅに沿って発電機１４内の中央に集め、小径部２４ｂに速やかに排出することができる。このように、大径部２４ａのコーナー部２４ｅの形状、及び、下流側の小径部２４ｂの配置により、特別な手段を付加することなく気泡を排出することができるので、発電機１４を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００８８】
さらに、本実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるので、中心軸線が傾斜され、大径部のコーナー部が最も鉛直上方に位置する場合と比較して、気泡がコーナー部に滞留しにくく、また、滞留した気泡を速やかに排出することができる。このように、大径部２４ａの中心軸線の方向により、特別な手段を付加することなく気泡を排出しやすくすることができるので、発電機１４を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。
上述した実施形態においては、ノズルケース３６には、３つの噴射口３６ｂが設けられていたが、変形例として、噴射口を１つにすることもできる。好ましくは、単一の噴射口は、大径部２４ａの上端に位置するように形成する。これにより、大径部２４ａの上端に集まっている気泡を、１つの噴射口で、効果的に羽根車の中央部に移動させることができる。
【００９０】
また、上述した実施形態においては、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅは、円弧状に形成されていたが、変形例として、図１７（ａ）に示すように、コーナー部２４ｅを、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化する曲線に形成することもできる。好ましくは、コーナー部２４ｅの曲線を、道路の設計等に応用されているクロソイド曲線Ｃにする。このクロソイド曲線Ｃによれば、図１７（ｂ）に示すように、コーナー部２４ｅの始まりにおける曲率半径が大きく、その後次第に曲率半径が小さくなり、コーナー部２４ｅの中間で最も曲率半径が小さくなった後、コーナー部２４ｅの終端に向けて再び曲率半径が大きくなる。コーナー部２４ｅをこのように形成することにより、大径部２４ａの内壁面に沿って流れる気泡がコーナー部２４ｅにおいて円滑に方向転換され、小径部２４ｂに排出される。
【００９１】
本変形例によれば、コーナー部２４ｅの形状を最適化することで、大径部２４ａに流れる水の流速を殆ど低下させることなく、小径部２４ｂに流出させることができるので、気泡の排出性能を更に向上させることができる。
【００９２】
さらに、上述した実施形態においては、発電機１４の発電用マグネット２８は円環状に構成され、発電機１４に流入した湯水の多くは、この発電用マグネット２８の内側を通って流出していたが、変形例として図１８に示すように、湯水が発電用マグネットの外側を通るように構成することもできる。図１８記載の変形例においては、発電用マグネット７０の外径は、羽根車２６の羽根２６ａの外径よりも小さく構成されている。また、発電用マグネット７０は、羽根車７２の軸部７２ａに隙間なくはめ込まれており、発電用マグネット７０は軸部７２ａと一体になって回転される。このため、発電機１４に流入した湯水は、専ら発電用マグネット７０の外側を通って小径部に流出する。このように構成された変形例によれば、発電用マグネット７０を小さく構成することができ、羽根車の回転軸回りの慣性モーメントを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 本発明の実施形態による水栓装置
２ 水栓装置本体
２ａ 本体基端部
２ｂ 本体水平部
２ｃ 吐水口配置開口
２ｄ 開放部
２ｅ 本体蓋部
２ｆ 蓋体止めねじ
４ 温度調節用ツマミ
６ 吐水口
８ 人感センサー
９ 設置面
９ａ 取り付け穴
１０ 温度調節バルブ
１２ 電磁弁
１４ 発電機
１６ コントローラ
１８ａ 湯供給管
１８ｂ 水供給管
２０ 電磁弁側配管
２２ 吐水口側配管
２４ 発電機通水路形成部材
２４ａ 大径部（拡径部）
２４ｂ 小径部
２４ｃ 段部（変形許容部）
２４ｄ 空気溜チャンバ
２４ｅ コーナー部（排出促進手段）
２６ 羽根車
２６ａ 羽根
２６ｂ 羽根車通水路
２８ 発電用マグネット
３０ 羽根車回転軸
３２ 発電用コイル
３４ 軸受部
３４ａ 軸受穴
３４ｂ 貫通孔
３６ ノズルケース
３６ａ 軸受穴
３６ｂ 噴射口
３８ 防水カバー
４０ 磁極片
４０ａ 爪部
４２ 吐水口側通水路形成部材
４２ａ 吐水口側支持ブラケット（支持ブラケット）
４２ｂ パッキン（第２弾性部材）
４４ 吐水口形成リング（吐水口形成部）
４６ 整流部材
４８ 隙間カバー
５０ 支持用パッキン
５２ 第１電磁弁側通水路形成部材
５２ａ パッキン（第１弾性部材）
５４ 第２電磁弁側通水路形成部材
５４ａ パッキン（第１弾性部材）
５６ 第３電磁弁側通水路形成部材
５６ａ 電磁弁側支持ブラケット（支持ブラケット）
５６ｂ パッキン（第１弾性部材）
５８ 吐水口側ゴムブッシュ（第４弾性部材、振動励起手段）
５８ａ ビス
５８ｂ 上面部分
５８ｃ 下面部分
５８ｄ 周囲部分
５８ｅ 突起
５９ ベース部材
６０ 電磁弁側ゴムブッシュ（第３弾性部材、振動励起手段）
６０ａ ビス
６０ｂ 上面部分
６０ｃ 下面部分
６０ｄ 周囲部分
６０ｅ 突起
６２ 固定用シャフト
６２ａ 穴
６４ 締結部材
６６ 弾性マウント部材
６８ 背面弾性マウント部材
７０ 発電用マグネット
７２ 羽根車
７２ａ 軸部
【技術分野】
【０００１】
本発明は水栓装置に関し、特に、内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特開２００８−２４８４７４号公報（特許文献１）には、自動水栓が記載されている。この自動水栓には、発電機が水栓装置本体に内蔵され、水栓装置から吐出すべき水の流れにより電力を生成するものである。発電機によって生成された電力は、水栓装置の止水、吐水を切り換える電磁弁の駆動に使用される。
【０００３】
このように、発電機を内蔵し、この電力で電磁弁を開閉することが可能になると、センサーで使用者の手指を感知し、これに基づいて電磁弁を開閉して止水、吐水を切り換える自動水栓を、外部電源を使用することなく設置することが可能になる。外部電源が不要な自動水栓は、洗面所等に設置された既存の水栓装置と単純に置き換えるだけで作動するので、設置する場所の電源環境を選ぶことなく、取り付けることができるという大きな利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２４８４７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
水栓装置に内蔵される発電機は、通常、止水、吐水を切り換える電磁弁の下流側に配置される。これは、止水時において、発電機に水道の一次圧が作用すると発電機に不具合が起こりやすいこと、また、電磁弁の上流側にあると発電機のメンテナンスが困難であること等の理由による。
【０００６】
このように、発電機の上流側に電磁弁が配置されると、水栓装置本体の基端部の空間は電磁弁によって占有されてしまう。また、水栓装置本体を或る程度小型化するためには、水栓装置本体の概ね鉛直方向に延びる基端部に電磁弁及び発電機の両方を内蔵することは困難である。このため、発電機は、水栓装置本体の鉛直部分から概ね水平方向に延びる部分に内蔵せざるを得なくなる。水栓装置本体のこのような部分に発電機を配置すると、水栓装置の吐水口は、発電機と同程度の高さ、又は、発電機よりも低い位置に配置されることになる。
【０００７】
電磁弁の下流側で、吐水口よりも高い位置に発電機を配置された水栓装置においては、初期使用開始前に発電機の内部に滞留していた空気の一部が、使用開始後も水流により完全には排出されずに発電機内に滞留する。また、このような水栓装置においては、長期間水栓装置が止水状態にされた場合には、水栓装置内の電磁弁の下流側の通水路に満たされていた水道水が蒸発して減量し、これと入れ替わりに通水路内に空気が侵入して発電機内に滞留する。或いは、止水状態に切り換えられた後、発電機内に満たされていた水道水が、吐水口を通って流れ落ち、これと入れ替わるように外気が吐水口を通って発電機の内部に侵入する場合もある。
【０００８】
このように、発電機内に侵入した空気、及び初期使用開始前から発電機内に滞留していた空気は、吐水状態に切り換えられた後も、水道水の流れにより完全に押し出されることはなく、吐水状態においても発電機の内部に滞留してしまう。また、羽根車式の発電機により必要な電力を生成するためには、羽根車の直径をある程度大きくする必要がある。一方、発電機を水栓装置の内部に収納するためには、発電機を小型化する必要がある。このため、通常、発電機は、発電機内の通水路のうち、羽根車を収納している部分が直径の大きい拡径部として構成される。従って、発電機を水栓装置の内部に、概ね水平方向に配置した場合には、発電機の内部に滞留した空気は、羽根車を収納した拡径部の上部に溜まりやすくなる。
【０００９】
発電機の羽根車を収納している拡径部内に空気が滞留していると、発電機が内部を流れる水流のエネルギーを十分に受けることができなくなり、発電効率が低下するという問題がある。また、発電機内に滞留している空気が動くことにより、発電量が不安定に変化したり、場合によっては発電機に不具合を生じることがある。さらに、拡径部内に空気が滞留していると、羽根車に作用する荷重が羽根車の回転軸回りに不均一になり、回転する羽根車の振動が大きくなるので、異音を発生する原因となる場合もある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、発電機内に滞留している空気を排出しやすくすることにより、発電機を安定に動作させることができる水栓装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本発明は、内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置であって、水栓装置本体と、この水栓装置本体の内部に配置され、止水、吐水を切り換える電磁弁と、この電磁弁を通過した水を吐出させる吐水口が形成された吐水口形成部と、流入した水を流す発電機通水路、この発電機通水路に設けられた拡径部、この拡径部の中に配置され、羽根車回転軸を中心に回転する羽根車、発電用マグネット、及び発電用コイルを備え、電磁弁を駆動する電力を生成する羽根車式の発電機と、羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機から気泡が排出されるように、発電機を水栓装置本体に対して支持する振動励起手段と、を有し、発電機は、その振動が許容されるように、水栓装置本体の内壁面との間に、発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えていることを特徴としている。
【００１２】
このように構成された本発明においては、電磁弁を通過した水は発電機に流入し、発電機は、電磁弁を通過した水の流れにより羽根車を回転させて電磁弁を駆動する電力を生成する。発電機から流出した水は吐水口から吐出される。振動励起手段は、発電機に、羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、拡径部に滞留した気泡を拡径部の内壁面から引き離し、発電機から気泡が排出されるように、発電機を水栓装置本体に対して支持する。発電機の拡径部の下流側端部には、気泡の排出を促進する排出促進手段が備えられており、拡径部の内壁面から引き離された気泡が、発電機から排出されるのを促進する。
【００１３】
このように構成された本発明によれば、拡径部の下流側端部に排出促進手段が備えられているので、拡径部の内壁面から引き離された気泡を効果的に排出することができる。これにより、初期使用開始前から発電機内に残留している空気、又は止水時に発電機内に侵入した空気を効果的に排出することができる。また、内壁面から引き離された気泡の排出が促進されることにより、小さな振動を発電機に励起するだけで十分な気泡の排出効果を得ることができる。これにより、発電機に大きな振動を励起して、異音が発生するのを回避することができる。また、発電機は、水栓装置本体の内壁面との間に、発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置されているので、発電機に振動が励起されても、発電機の振動が水栓装置本体の内壁面を振動させて異音が発生するのを防止することができる。
【００１４】
本発明において、好ましくは、拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、排出促進手段は、拡径部の円筒の下流側端部に形成された円弧状のコーナー部である。
【００１５】
このように構成された本発明によれば、拡径部の下流側端部のコーナー部が、排出促進手段として、円弧状に形成されているので、拡径部の内壁面から引き離された気泡を、円弧状のコーナー部に沿って発電機内の中央に集め、小径部に速やかに排出することができる。このように、拡径部のコーナー部の形状、及び、下流側の小径部の配置により、特別な手段を付加することなく気泡を排出することができるので、発電機を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００１６】
本発明において、好ましくは、拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、排出促進手段は、拡径部の円筒の下流側端部に形成された、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化するコーナー部である。
【００１７】
このように構成された本発明によれば、コーナー部の形状を最適化することで、拡径部に流れる水の流速を殆ど低下させることなく、小径部に流出させることができるので、気泡の排出性能を更に向上させることができる。
【００１８】
本発明において、好ましくは、発電機は、拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるように配置されている。
このように構成された本発明によれば、拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるので、中心軸線が傾斜され、拡径部のコーナー部が最も鉛直上方に位置する場合と比較して、気泡がコーナー部に滞留しにくく、また、滞留した気泡を速やかに排出することができる。このように、拡径部の中心軸線の方向により、特別な手段を付加することなく気泡を排出しやすくすることができるので、発電機を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の水栓装置によれば、発電機内に滞留している空気を排出しやすくすることにより、発電機を安定に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
【図２】本発明の実施形態による水栓装置の内部構造を概略的に示すブロック図である。
【図３】本発明の実施形態による水栓装置の側面断面図である。
【図４】図３のIV−IVに沿う平面断面図である。
【図５】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機の分解斜視図である。
【図６】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機を拡大して示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した斜視図である。
【図８】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した分解斜視図である。
【図９】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機に内蔵されている羽根車の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図である。
【図１０】本発明の実施形態による水栓装置に内蔵された発電機を水栓装置本体に対して支持するゴムブッシュの断面図である。
【図１１】本発明の実施形態による水栓装置の吐水口付近を拡大して示す断面図である。
【図１２】水栓装置本体の本体水平部から、本体蓋部を取り外した状態を示す斜視図である。
【図１３】本発明の実施形態による水栓装置を設置面への取り付けた状態を示す断面である。
【図１４】発電機、吐水口側通水路形成部材、第１電磁弁側通水路形成部材、第２電磁弁側通水路形成部材の変位を模式的に示す図である。
【図１５】空気溜チャンバに滞留する空気の様子を示す図である。
【図１６】空気溜チャンバに滞留する空気が排出される経路を模式的に示す図である。
【図１７】本発明の実施形態の変形例における、大径部の下流側端部のコーナー部を示す図である。
【図１８】本発明の実施形態の変形例における、羽根車を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
次に、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。
図１は、本発明の実施形態による水栓装置全体を示す斜視図である。
図１に示すように、本実施形態の水栓装置１は、水栓装置本体２と、水栓装置本体２の本体基端部２ａに設けられた温度調節用ツマミ４と、水栓装置本体２の本体水平部２ｂの先端部に設けられた吐水口６と、本体水平部２ｂの先端に設けられた人感センサー８と、を有する。
【００２２】
本実施形態の水栓装置１は、その本体基端部２ａが洗面台の上端面等の設置面９に固定され、使用者が吐水口６の下方に手指をかざすと、人感センサー８がこれを検知し、内蔵された電磁弁が自動的に開放されて吐水口６から吐水されるように構成されている。また、人感センサー８が手指を検出しなくなると、自動的に電磁弁が閉鎖されて止水状態となる。さらに、温度調節用ツマミ４を調節することにより、吐出される湯水の温度が調節できるように構成されている。
【００２３】
次に、図１乃至図１６を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の構成を説明する。
図２は、本実施形態の水栓装置１の内部構造を概略的に示すブロック図である。図３は、水栓装置１の側面断面図である。図４は、図３のIV−IVに沿う平面断面図である。図５は、水栓装置１に内蔵された発電機の分解斜視図である。図６は、内蔵されている発電機を拡大して示す断面図である。図７は発電機に内蔵されている羽根車及びそれに関連する部品を示した斜視図であり、図８はその分解斜視図である。図９は、発電機に内蔵されている羽根車の（ａ）斜視図及び（ｂ）断面図である。図１０は、発電機を水栓装置本体に対して支持するゴムブッシュの断面図である。図１１は、水栓装置１の吐水口付近を拡大して示す断面図である。
【００２４】
図１に示すように、水栓装置本体２は金属製であり、設置面９に固定される本体基端部２ａと、この本体基端部２ａと一体に形成され、その上端からほぼ水平に延びる本体水平部２ｂと、を有する。本体基端部２ａは、概ね正方形断面の箱形であり、設置面９からほぼ鉛直方向に延びるように固定される。本体水平部２ｂは、上方が開放された箱形であり、本体基端部２ａの上端からほぼ水平方向に延び、先端部には吐水口６が設けられている。また、本体水平部２ｂ上方の開放部２ｄ（図１２）には、本体蓋部２ｅが着脱可能に取り付けられ、覆われている。
【００２５】
図２に示すように、水栓装置本体２には、温度調節バルブ１０と、電磁弁１２と、羽根車式の発電機１４と、コントローラ１６が内蔵されている。なお、温度調節バルブ１０の上流側にフィルタ（図示せず）を設けることができる。また、電磁弁１２と発電機１４の間に、定流量弁（図示せず）を設けることができる。
【００２６】
温度調節バルブ１０は、水栓装置本体２の本体基端部２ａに内蔵され、湯供給管１８ａ及び水供給管１８ｂが接続されている。温度調節バルブ１０は、各供給管から夫々供給された湯及び水を、温度調節用ツマミ４の設定に基づいて混合し、適温の湯水に調節して流出させるように構成されている。この温度調節バルブ１０は一般的なものであるため、詳細な構成の説明は省略する。
【００２７】
電磁弁１２は、水栓装置本体２の本体基端部２ａに内蔵され、温度調節バルブ１０により混合された湯水が流入するように、温度調節バルブ１０の下流側に接続されている。また、電磁弁１２は、コントローラ１６から送られる制御信号に基づいて開閉されるように構成されている。この電磁弁１２は一般的なものであるため、詳細な構成の説明は省略する。
【００２８】
発電機１４は、水栓装置本体２の本体水平部２ｂに、概ね水平方向に向けて配置されている。発電機１４は、電磁弁１２を通過した湯水が電磁弁側配管２０を通って流入し、発電機１４を通過した湯水は吐水口側配管２２を通って吐水口６から吐出されるように接続されている。発電機１４により生成された電力は、電磁弁１２、コントローラ１６、人感センサー８等を作動させるために使用される。発電機１４の内部構造は後述する。
【００２９】
コントローラ１６は、人感センサー８から入力された検出信号に基づいて、電磁弁１２を開閉する制御信号を発生するように構成されている。具体的には、コントローラ１６は、マイクロプロセッサ、メモリ、及びこれらを作動させるプログラム等（図示せず）により構成されている。
【００３０】
図３乃至９に示すように、発電機１４は、発電機通水路形成部材２４と、この発電機通水路形成部材２４の内部に配置された羽根車２６と、この羽根車２６に取り付けられた発電用マグネット２８と、羽根車２６を回転可能に支持する羽根車回転軸３０と、発電機通水路形成部材２４の外側に配置された発電用コイル３２と、を有する。また、図３及び図４に示すように、発電用コイル３２、発電用マグネット２８、及び羽根車２６の羽根２６ａは、吐水口６に近い側から羽根車回転軸３０に沿って、この順序で並んで配置されている。
【００３１】
図６に示すように、発電機通水路形成部材２４は、内部に概ね円筒形の通水路を形成する拡径部である大径部２４ａと、大径部２４ａよりも細い概ね円筒形の通水路を形成する小径部２４ｂと、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続する変形許容部である段部２４ｃと、を有する。これらの大径部２４ａ及び小径部２４ｂは、それらの内部に発電機通水路を構成する。また、大径部２４ａと段部２４ｃが接合するコーナー部２４ｅは、大径部２４ａと段部２４ｃが滑らかに連なるように、Ｒが付けられ、即ち、円弧状の断面をもつように形成されている。大径部２４ａと、大径部２４ａの下流側端部の段部２４ｃが滑らかに連なることにより、大径部２４ａに滞留していた気泡は、円滑に大径部２４ａから下流の小径部２４ｂへ排出される。本実施形態において、コーナー部２４ｅは、気泡の排出を促進する排出促進手段として機能する。
【００３２】
大径部２４ａの内部には、羽根車２６が回転可能に配置されている。羽根車２６は、その羽根車回転軸３０が大径部２４ａの中心軸線と一致するように配置されており、発電機通水路内に湯水が流れると羽根車回転軸３０を中心に回転されるように構成されている。また、図３及び図４に示すように、発電機通水路形成部材２４は、その中心軸線が概ね水平方向に向くように配置されている。このため、水栓装置１の止水時において吐水口６から外気が侵入した場合には、外気は、大径部２４ａ内側上部の空気溜チャンバ２４ｄに集まる。即ち、空気溜チャンバ２４ｄは、水栓装置本体２内の通水路において最も上方に位置する空間であり、侵入した空気は通水路内で浮き上がり、空気溜チャンバ２４ｄに集まるようになっている。
【００３３】
小径部２４ｂは、大径部２４ａよりも直径が小さい管であり、その中心軸線が大径部２４ａの中心軸線と一致するように形成されている。また、小径部２４ｂの上流端には、羽根車回転軸３０の下流端側を支持する軸受部３４が配置されている。即ち、軸受部３４は、段部２４ｃに隣接して配置されている。
【００３４】
段部２４ｃは、中心軸線に対して直交する方向の壁面によって、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続するように形成されている。本実施形態においては、この段部２４ｃは肉厚が薄く形成されており、発電機通水路形成部材２４に力が作用した場合には、主に段部２４ｃが変形されるように構成されている。
【００３５】
軸受部３４は、小径部２４ｂの内側にはめ込まれる概ね円柱形の部材であり、その中心軸線上には、羽根車回転軸３０を受け入れる軸受穴３４ａが設けられ、その周囲には、湯水を通過させる貫通孔３４ｂが複数設けられている。上記のように、軸受部３４は段部２４ｃに隣接して配置されており、これにより段部２４ｃの変形量を制限するように作用する。
【００３６】
一方、図６乃至９に示すように、羽根車回転軸３０の上流端側は、ノズルケース３６の中央に設けられた軸受穴３６ａによって回転可能に支持されている。ノズルケース３６は、円形の浅いカップ形の板であり、その中心に軸受穴３６ａが設けられている。ノズルケース３６は、大径部２４ａの内部に、通水路の中央部を塞ぐように配置された概ねカップ形の部材である。上流側から大径部２４ａに流入した湯水はノズルケース３６によって大径部２４ａの周辺部に誘導され、ノズルケース３６の外周部と大径部２４ａの内壁面との間の隙間を下流側に流れる。次いで、湯水は、ノズルケース３６の側面に設けられた噴射口３６ｂから大径部２４ａの中央に向かって流れ、羽根車２６を回転させる。即ち、噴射口３６ｂは、大径部２４ａの周辺部から羽根車２６に向けて水を噴射する。
また、金属製の羽根車回転軸３０が羽根車２６を貫通してノズルケース３６から軸受部３４まで、段部２４ｃを横断するように延びている。このため、段部２４ｃの変形量が、羽根車回転軸３０により制限される。
【００３７】
図６乃至図８に示すように、羽根車２６は、概ね円筒形の部材であり、その中心軸線に沿って羽根車回転軸３０が取り付けられている。羽根車２６の上流端側には、羽根２６ａが設けられており、ノズルケース３６の周縁から中央に向かう湯水の流れによって羽根車２６が回転されるようになっている。また、羽根車２６の内部には、軸線方向に貫通した羽根車通水路２６ｂが設けられており、周縁から中央に集まった湯水が、この羽根車通水路２６ｂを通って小径部２４ｂに流入するようになっている。
【００３８】
さらに、羽根車２６の外周は、その下流側が縮径されており、この縮径部分に円環状の発電用マグネット２８が取り付けられている。従って、発電用マグネット２８を、羽根車回転軸３０の方向に投影すると、この投影は、羽根車２６の羽根２６ａの一部に重なる。即ち、発電用マグネット２８と羽根車２６の羽根２６ａは、羽根車回転軸３０の方向に投影において一部が重なっている。
【００３９】
図９に示すように、噴射口３６ｂは、ノズルケース３６の側面に、円周方向に等間隔に３つ設けられている。即ち、各噴射口３６ｂは、羽根車回転軸３０を中心とする円の円周方向に等間隔に形成されている。湯水は、噴射口３６ｂから、羽根車２６の外側円周のほぼ接線方向に噴射され、羽根車回転軸３０に直交する方向に羽根車２６の羽根２６ａに当たって羽根車２６を回転させる。羽根２６ａに当たった湯水は、羽根車２６の中心に向かって流れた後、羽根車２６中央の羽根車通水路２６ｂに流入し、羽根車通水路２６ｂ内を水平方向に流れる。
【００４０】
発電用マグネット２８は、概ね円環状に構成されており、その円周に沿ってＮ極とＳ極が交互に形成されている。
発電用コイル３２は、円環状に形成されており、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂを取り囲むように配置されている。また、発電用コイル３２の上流側の端部は発電機通水路形成部材２４の段部２４ｃに当接されている。発電用コイル３２が段部２４ｃに当接されていることにより、発電機１４が振動された場合における段部２４ｃ（変形許容部）の変形量が制限される。発電用コイル３２と発電用マグネット２８は、発電機通水路形成部材２４の軸線方向に並んで配置されており、発電用マグネット２８が羽根車２６と共に回転されると、発電用コイル３２に起電力が発生する。このように、発電機１４には上流側から順に羽根車２６、発電用マグネット２８、発電用コイル３２が配置されている。
【００４１】
さらに、図５に示すように、発電機１４は、防水カバー３８と、磁極片４０を有する。
防水カバー３８は、発電機通水路形成部材２４の一部を覆うように取り付けられる概ね円筒状の部材である。防水カバー３８は、小径部２４ｂの上流側の部分から大径部２４ａの下流側の部分まで延びて、これらの一部を覆うように配置される。また、発電用コイル３２及び磁極片４０は、発電機通水路形成部材２４の外面と防水カバー３８の内面の間の空間に収容され、発電機１４が振動された際の磁極片４０の位置ずれが防止される。また、防水カバー３８は、発電用コイル３２が防水カバー３８と発電機通水路形成部材２４の段部２４ｃとの間に挟まれて固定されるように寸法決めされている。防水カバー３８と大径部２４ａ間、及び防水カバー３８と小径部２４ｂの間には夫々Ｏリングが配置されており、防水カバー３８の内部に湯水が侵入しないようになっている。また、防水カバー３８は、小径部２４ｂから大径部２４ａまで、段部２４ｃを横断するように配置されているので、発電機１４が振動された際の段部２４ｃの変形量を制限する。
【００４２】
磁極片４０は、磁性材の薄板で構成されており、発電用コイル３２の内周側及び外周側を取り囲むように形成されている。また、磁極片４０は、発電用コイル３２から大径部２４ａを取り囲むように延びる複数の爪部４０ａを有する。各爪部４０ａは、大径部２４ａの外周面に接触するように、大径部２４ａの軸線方向に延びている。大径部２４ａの内側には発電用マグネット２８が収容されているので、磁極片４０は発電用コイル３２から発電用マグネット２８の周囲に延びることになり、発電用マグネット２８の磁気は磁極片４０の爪部４０ａを介して発電用コイル３２に誘導される。即ち、磁極片４０と発電用マグネット２８は、羽根車回転軸３０を中心とする円の半径方向に対向するように配置されると共に、この円の半径方向に磁気を伝達する。また、磁極片４０の各爪部４０ａが大径部２４ａを取り囲むように延びているので、段部２４ｃの変形量が、磁極片４０により制限される。
【００４３】
次に、図３、４、１０及び１１を参照して、発電機１４の固定構造を説明する。
図４に示すように、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂの先端には、吐水口側通水路形成部材４２が接続されている。この吐水口側通水路形成部材４２は吐水口側配管２２（図２）として機能する。また、吐水口側通水路形成部材４２の両側面には、吐水口側支持ブラケット４２ａが形成されている。さらに、吐水口側通水路形成部材４２と小径部２４ｂの間には、パッキン４２ｂが配置されており、小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間の水密性が確保されている。このパッキン４２ｂにより、発電機１４の小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間の僅かな相対変位が許容される。なお、パッキン４２ｂは、第２弾性部材として機能する。
【００４４】
また、図１１に示すように、吐水口側通水路形成部材４２の先端には、吐水口形成部である吐水口形成リング４４、及び整流部材４６が取り付けられている。吐水口形成リング４４は円筒状の部材であり、小径部２４ｂ、吐水口側通水路形成部材４２を通過した湯水が吐水口形成リング４４の内側を通って吐出される。吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２の先端部に設けられた吐水口配置開口２ｃの内側に配置される。この吐水口配置開口２ｃと吐水口形成リング４４の間には隙間が設けられ、吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２と接触しないように固定されている。また、吐水口形成リング４４の下端は、吐水口配置開口２ｃよりも内側に引っ込んで位置決めされている。さらに、吐水口形成リング４４の外周面と吐水口配置開口２ｃの間の隙間は、隙間カバー４８によって覆われている。さらに、吐水口側通水路形成部材４２は、支点形成部材である支持用パッキン５０を介して水栓装置本体２と接触している。このように、吐水口側通水路形成部材４２は、支持用パッキン５０により弾性支持される。
【００４５】
一方、図４に示すように、発電機通水路形成部材２４の大径部２４ａには、段付き円筒状の第１電磁弁側通水路形成部材５２、及び第２電磁弁側通水路形成部材５４が挿入され、第２電磁弁側通水路形成部材５４には第３電磁弁側通水路形成部材５６が接続されている。これら第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６は、電磁弁側配管２０として機能する。なお、図３に示すように、第３電磁弁側通水路形成部材５６の上流側の端部は、温度調節バルブ１０及び電磁弁１２を収容し、本体基端部２ａの中に配置されたベース部材５９に接続されている。
【００４６】
また、第３電磁弁側通水路形成部材５６には磁弁側支持ブラケット５６ａが設けられている。大径部２４ａと第１電磁弁側通水路形成部材５２の間にはパッキン５２ａが配置され、第１電磁弁側通水路形成部材５２と第２電磁弁側通水路形成部材５４の間にはパッキン５４ａが配置され、第２電磁弁側通水路形成部材５４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間にはパッキン５６ｂが配置されており、これらの部材の間の水密性が確保されている。
【００４７】
また、パッキン５２ａにより、発電機１４の大径部２４ａと第１電磁弁側通水路形成部材５２の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。パッキン５４ａにより、第１電磁弁側通水路形成部材５２と第２電磁弁側通水路形成部材５４の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。パッキン５６ｂにより、第２電磁弁側通水路形成部材５４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間の僅かな相対変位が許容されると共に、これらの間の水密性が確保される。なお、パッキン５２ａ、パッキン５４ａ及びパッキン５６ｂは、第１弾性部材として機能する。
【００４８】
このように、吐水口側配管２２には、吐水口側通水路形成部材４２と小径部２４ｂの間にパッキン４２ｂが配置されているのに対し、電磁弁側配管２０には、各電磁弁側通水路形成部材の間にパッキン５２ａ、パッキン５４ａ及びパッキン５６ｂが配置されている。このため、電磁弁側配管２０の方が吐水口側配管２２よりもパッキンによる変形の余地が大きく、電磁弁側配管２０の方が吐水口側配管２２よりも容易に変形可能に構成されている。また、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂと、吐水口側通水路形成部材４２との間のパッキン４２ｂを介した接続部は、吐水口側配管２２と発電機１４の間の屈曲を許容する屈曲許容部として機能する。
【００４９】
次に、図３、４及び図１０を参照して、発電機１４の水栓装置本体２に対する取り付け構造を説明する。図１０（ａ）は吐水口側通水路形成部材４２の吐水口側支持ブラケット４２ａの支持構造を示す断面図であり、図１０（ｂ）は第３電磁弁側通水路形成部材５６の電磁弁側支持ブラケット５６ａの支持構造を示す断面図である。
【００５０】
図３及び４に示すように、発電機１４は、発電機１４とは別体の部材である吐水口側通水路形成部材４２の吐水口側支持ブラケット４２ａ、及び第３電磁弁側通水路形成部材５６の電磁弁側支持ブラケット５６ａを介して水栓装置本体２に取り付けられている。また、取り付けられた発電機１４と水栓装置本体２の内壁面との間、即ち、発電機１４と本体水平部２ｂの内側面の間、及び発電機１４と本体蓋部２ｅの裏面の間には、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されている。このため、発電機１４の振動が許容されると共に、振動する発電機１４が水栓装置本体２に直接当たることによる異音の発生が防止される。
【００５１】
図１０（ａ）に示すように、吐水口側支持ブラケット４２ａは、第４弾性部材である吐水口側ゴムブッシュ５８を介して、ビス５８ａにより水栓装置本体２に取り付けられている。また、図１０（ｂ）に示すように、電磁弁側支持ブラケット５６ａは、第３弾性部材である電磁弁側ゴムブッシュ６０を介して、ビス６０ａにより水栓装置本体２に取り付けられている。また、図３に示すように、吐水口側ゴムブッシュ５８と電磁弁側ゴムブッシュ６０は、ほぼ同じ高さに配置されている。即ち、吐水口側ゴムブッシュ５８と電磁弁側ゴムブッシュ６０を結ぶ直線は、ほぼ水平方向に向けられている。
【００５２】
なお、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０は、振動励起手段を構成する。即ち、発電機１４は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０により、非常に振動しやすい状態に支持される。一方、発電機１４においては、羽根車２６と共に発電用マグネット２８が回転され、固定されている発電用コイル３２との間に相対的な回転が発生する。これにより、発電用コイル３２に起電力が発生すると共に、発電用マグネット２８と発電用コイル３２の間には、羽根車回転軸３０に直交する方向の電磁力が発生する。この電磁力は発電用マグネット２８と発電用コイル３２の間の相対的な回転位置により変化するので、発電用マグネット２８が回転されると電磁力は振動的に変化する。この振動的な力と、発電機１４の振動励起手段による支持の相乗効果により、発電機１４には羽根車回転軸３０に直交する方向の振動が励起される。特に、本実施形態においては、発電用コイル３２として単層のコイルを採用することにより、発生する電磁力の変動が大きくされており、発電機１４の振動を効果的に励起することができる。
【００５３】
図１０（ａ）に示すように、吐水口側ゴムブッシュ５８は、支持ブラケットである吐水口側支持ブラケット４２ａの上面に位置する上面部分５８ｂ、吐水口側支持ブラケット４２ａの下面に位置する下面部分５８ｃ、及びビス５８ａの周囲に位置する周囲部分５８ｄから形成されている。即ち、上面部分５８ｂは吐水口側支持ブラケット４２ａの上面と、ビス５８ａの頭との間に挟まれる部分であり、下面部分５８ｃは吐水口側支持ブラケット４２ａの下面と、水栓装置本体２の本体水平部２ｂとの間に挟まれる部分である。また、周囲部分５８ｄはビス５８ａの軸部分と、吐水口側支持ブラケット４２ａの穴の内壁面との間に挟まれる部分である。
【００５４】
従って、発電機１４及び吐水口側通水路形成部材４２が鉛直方向に変位された場合には、主に、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃが弾性変形される。一方、発電機１４及び吐水口側通水路形成部材４２が水平方向に変位された場合には、主に、吐水口側ゴムブッシュ５８の周囲部分５８ｄが弾性変形される。また、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃの厚さは、周囲部分５８ｄの厚さよりも厚いので、吐水口側支持ブラケット４２ａは、水平方向よりも鉛直方向に、より容易に変位される。即ち、吐水口側支持ブラケット４２ａを鉛直方向に押圧した場合の吐水口側支持ブラケット４２ａの変位量は、同じ力で水平方向に押圧した場合の変位量よりも大きくなる。
【００５５】
さらに、ビス５８ａの軸部の周囲には、吐水口側支持ブラケット４２ａと整合する位置に、環状の、三角形断面の突起５８ｅが形成されている。この突起５８ｅが設けられていることにより、吐水口側支持ブラケット４２ａが水平方向に押圧された場合でも、吐水口側支持ブラケット４２ａは鉛直方向にも変位される。即ち、水平方向の押圧力により、周囲部分５８ｄが突起５８ｅの斜面上を上方又は下方に滑るように移動され、これが吐水口側支持ブラケット４２ａに鉛直方向の変位を発生させる。従って、吐水口側支持ブラケット４２ａに水平方向の加振力が作用した場合でも、この加振力の一部は鉛直方向に変換され、吐水口側支持ブラケット４２ａには鉛直方向成分をもつ振動が励起される。
【００５６】
同様に、図１０（ｂ）に示すように、電磁弁側ゴムブッシュ６０は、支持ブラケットである電磁弁側支持ブラケット５６ａの上面に位置する上面部分６０ｂ、電磁弁側支持ブラケット５６ａの下面に位置する下面部分６０ｃ、及びビス６０ａの周囲に位置する周囲部分６０ｄから形成されている。
【００５７】
従って、発電機１４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６が鉛直方向に変位された場合には、主に、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃが弾性変形される。一方、発電機１４及び第３電磁弁側通水路形成部材５６が水平方向に変位された場合には、主に、電磁弁側ゴムブッシュ６０の周囲部分６０ｄが弾性変形される。また、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃの厚さは、周囲部分６０ｄの厚さよりも厚いので、電磁弁側支持ブラケット５６ａは、水平方向よりも鉛直方向に、より容易に変位される。即ち、電磁弁側支持ブラケット５６ａを鉛直方向に押圧した場合の電磁弁側支持ブラケット５６ａの変位量は、同じ力で水平方向に押圧した場合の変位量よりも大きくなる。
【００５８】
さらに、ビス６０ａの軸部の周囲には、電磁弁側支持ブラケット５６ａと整合する位置に、環状の、三角形断面の突起６０ｅが形成されている。この突起６０ｅが設けられていることにより、電磁弁側支持ブラケット５６ａが水平方向に押圧された場合でも、電磁弁側支持ブラケット５６ａは鉛直方向にも変位される。即ち、水平方向の押圧力により、周囲部分６０ｄが突起６０ｅの斜面上を上方又は下方に滑るように移動され、これが電磁弁側支持ブラケット５６ａに鉛直方向の変位を発生させる。従って、電磁弁側支持ブラケット５６ａに水平方向の加振力が作用した場合でも、この加振力の一部は鉛直方向に変換され、電磁弁側支持ブラケット５６ａには鉛直方向成分をもつ振動が励起される。このため、発電機１４がランダムな方向の加振力を受けた場合でも、発電機１４は、鉛直方向に大きく振動される。
【００５９】
ここで、電磁弁側ゴムブッシュ６０の上面部分６０ｂ及び下面部分６０ｃは、吐水口側ゴムブッシュ５８の上面部分５８ｂ及び下面部分５８ｃよりも厚く形成されている。従って、一定の大きさの弾性変形を起こさせるために必要な力は、電磁弁側ゴムブッシュ６０の方が吐水口側ゴムブッシュ５８よりも小さくなる。換言すれば、一定の距離だけ上方又は下方に変位させるために必要な力は、電磁弁側支持ブラケット５６ａの方が、吐水口側支持ブラケット４２ａよりも小さくなるように構成されている。
【００６０】
このようにパッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂ（第１弾性部材）、パッキン４２ｂ（第２弾性部材）、吐水口側ゴムブッシュ５８（第４弾性部材）及び電磁弁側ゴムブッシュ６０（第３弾性部材）を構成し、配置することにより、発電機１４は、吐水口６に近い下流側よりも電磁弁１２に近い上流側の方がより大きく振動されるように支持される。また、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０の変形量は、パッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂ及びパッキン４２ｂの変形量よりも大きくなるように構成されている。さらに、羽根車２６の羽根２６ａは、吐水口側ゴムブッシュ５８よりも、電磁弁側ゴムブッシュ６０の近くに位置するため、さらに発電機１４は、その上流側が振動されやすくなっている。
【００６１】
また、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０は、主に、発電機１４の鉛直方向の振動を許容するように構成されている。これに対して、図１１に示すように、吐水口側通水路形成部材４２を弾性支持する支持用パッキン５０は、水平に対して傾斜した平面上に配置されている。このため、支持用パッキン５０は、鉛直方向に対して傾斜した方向の振動を主に許容するように作用し、この方向の振動と比較して、鉛直方向の振動に対しては、支持用パッキン５０は振動を拘束する。これにより、発電機１４は、鉛直方向の振動に対し、支持用パッキン５０を概ね支点として振動し、支持用パッキン５０から離れるほど発電機１４の上下方向の振動の振幅が大きくなる。この上下方向の振動は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０によって許容される。一方、支持用パッキン５０の下流側の振動については、吐水口側通水路形成部材４２の下流側に取り付けられた吐水口形成リング４４は、吐水口配置開口２ｃに対して隙間を空け、水栓装置本体２と接触しないように取り付けられているので、拘束されることがない。なお、吐水口形成リング４４の下端は、発電機１４よりも支持用パッキン５０の近くに位置するので、支持用パッキン５０を支点とする振動の振幅は、吐水口形成リング４４の下端よりも発電機１４の方が大きくなる。
【００６２】
次に、図３、４及び図１２を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の組み立て手順を説明する。図１２は、水栓装置本体２の本体水平部２ｂから、本体蓋部２ｅを取り外した状態を示す斜視図である。
まず、図３に示すように、水栓装置１を組み立てる場合には、発電機１４の上流側に、第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４、第３電磁弁側通水路形成部材５６を、各部材の間に夫々パッキンを介して取り付ける。一方、発電機１４の下流側には、吐水口側通水路形成部材４２を、パッキンを介して取り付ける。このようにして組み立てられた発電機１４を含むユニットを、本体水平部２ｂの上方の開放部２ｄから、本体水平部２ｂの中に配置し、取り付ける。即ち、第３電磁弁側通水路形成部材５６の下端部を、Ｏリングを介してベース部材５９に挿入する。また、吐水口側通水路形成部材４２と、本体水平部２ｂの間には、支持用パッキン５０（図１１）を配置する。
【００６３】
組み立てられたユニットを本体水平部２ｂの適所に配置した後、ビス５８ａにより吐水口側支持ブラケット４２ａを本体水平部２ｂに固定すると共に、ビス６０ａにより電磁弁側支持ブラケット５６ａを本体水平部２ｂに固定する。即ち、吐水口側通水路形成部材４２を吐水口側ゴムブッシュ５８を介して本体水平部２ｂに着脱可能に連結すると共に、第３電磁弁側通水路形成部材５６を電磁弁側ゴムブッシュ６０を介して本体水平部２ｂに着脱可能に連結する。これらの作業は、本体水平部２ｂの上方の開放部２ｄを介して上方から容易に行うことができる。ユニットを固定した後、開放部２ｄに本体蓋部２ｅを被せ、蓋体止めねじ２ｆにより、本体蓋部２ｅを水栓装置本体２に固定する。即ち、蓋体止めねじ２ｆにより、本体蓋部２ｅを本体水平部２ｂに着脱可能に取り付ける。
【００６４】
次に、図１３を参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の、設置面９への取り付け手順を説明する。図１３は、水栓装置１を設置面９への取り付けた状態を示す断面である。
図１３に示すように、水栓装置１は、固定用シャフト６２と、締結部材６４と、固定用ナット６４ａと、弾性マウント部材６６と、背面弾性マウント部材６８によって固定される。固定用シャフト６２にはねじ山が設けられており、水栓装置本体２内のベース部材５９に螺合される。締結部材６４は、設置面９に設けた取り付け穴９ａを取り囲むように配置されるＣ字形の部材であり、固定用シャフト６２を通す穴６２ａが設けられている。弾性マウント部材６６は、設置面９の上に配置される環状の弾性部材である。背面弾性マウント部材６８は、設置面９の背面側に配置される環状の弾性部材である。
【００６５】
まず、固定用シャフト６２を、水栓装置本体２内のベース部材５９に取り付ける。次に、設置面９の上面に弾性マウント部材６６を配置し、設置面９に形成された取り付け穴９ａに固定用シャフト６２を通すように、設置面９上に水栓装置１を配置する。これにより、本体基端部２ａの底面と設置面９の間に、弾性マウント部材６６が挟まれる。次に、取り付け穴９ａを取り囲むように、設置面９の裏側に背面弾性マウント部材６８を配置する。さらに、締結部材６４の穴６２ａに固定用シャフト６２を通すようにして、背面弾性マウント部材６８を下方からおさえる。この状態で、固定用シャフト６２に固定用ナット６４ａを螺合させ、締結部材６４を締め付ける。これにより、本体基端部２ａの底面と設置面９上面の間には弾性マウント部材６６が挟まれ、設置面９下面と締結部材６４の間には背面弾性マウント部材６８が挟まれる。
【００６６】
この構造により、本体基端部２ａの底面から設置面９に伝わる振動は、弾性マウント部材６６により抑制され、本体基端部２ａから固定用シャフト６２、締結部材６４を介して設置面９に伝わる振動は、背面弾性マウント部材６８によって抑制される。
【００６７】
次に、図１４乃至図１６を新たに参照して、本発明の実施形態による水栓装置１の作用を説明する。図１４は、発電機１４、吐水口側通水路形成部材４２、第１電磁弁側通水路形成部材５２、第２電磁弁側通水路形成部材５４の変位を模式的に示す図である。図１５は、空気溜チャンバ２４ｄに滞留する空気の様子を示す図である。図１６は、空気溜チャンバ２４ｄに滞留する空気が排出される経路を模式的に示す図である。
【００６８】
まず、使用者が、水栓装置本体２の先端部に設けられた人感センサー８に手指をかざすと、人感センサー８はこれを検知し、コントローラ１６に信号を送る。コントローラ１６は、人感センサー８が手指を検知すると、電磁弁１２に信号を送り、電磁弁１２を開放状態に切り換える。電磁弁１２が開放されると、湯供給管１８ａ及び水供給管１８ｂを介して供給された湯及び水が温度調節バルブ１０に夫々供給される。供給された湯及び水は、温度調節バルブ１０の内部で混合され、図３に矢印で示すように流れて発電機１４に到達する。即ち、供給された湯及び水は、温度調節バルブ１０により、温度調節用ツマミ４によって設定された温度に調節されて流出する。温度調節バルブ１０から流出した湯水は、開放状態の電磁弁１２を通過する。
【００６９】
電磁弁１２を通過した湯水は、電磁弁側配管２０を構成する第３電磁弁側通水路形成部材５６、第２電磁弁側通水路形成部材５４、及び第１電磁弁側通水路形成部材５２の内部を流れて発電機１４に到達する。次いで、発電機通水路形成部材２４の大径部２４ａに流入した湯水は、大径部２４ａの中央部に配置されているノズルケース３６を迂回して流れ、側面の噴射口３６ｂから羽根車回転軸３０に直交する方向に噴出し、羽根車２６の羽根２６ａに側面から当たる（図３の矢印参照）。この羽根車２６の羽根車回転軸３０に対して概ね直角な方向の湯水の流れにより、羽根車２６が回転される。羽根車２６を回転させた湯水は、羽根車２６に設けられた羽根車通水路２６ｂ、軸受部３４に設けられた貫通孔３４ｂ、発電機通水路形成部材２４の小径部２４ｂを通って発電機１４から流出する。発電機１４を通過した湯水は、吐水口側配管２２を構成する吐水口側通水路形成部材４２に流入し、これに連結された吐水口形成リング４４、整流部材４６を通って吐水口６から吐出される。
【００７０】
また、羽根車２６に取り付けられた発電用マグネット２８は、羽根車２６の回転と共に回転され、発電用マグネット２８の周囲に形成される磁場が変化される。この磁場の変化は磁極片４０により発電用コイル３２に誘導され、発電用コイル３２に起電力が発生する。この際、発電用マグネット２８と磁極片４０の間には電磁力が作用し、この電磁力は羽根車２６の回転と共に変動する。この電磁力の変動が、発電機１４に振動させる加振源の一つになる。一方、発電機１４により生成された電力は、コントローラ１６に内蔵された充電器（図示せず）に充電され、電磁弁１２の開閉、人感センサー８の作動、及びコントローラ１６自体の作動に使用される。
【００７１】
次いで、使用者の手指が人感センサー８によって検知されなくなると、コントローラ１６は、電磁弁１２に信号を送り、これを閉鎖状態に切り換える。これにより、水栓装置１は止水状態にされる。水栓装置１が止水状態にされた後、電磁弁１２の下流側の通水路である電磁弁側配管２０、吐水口側配管２２、及び発電機通水路形成部材２４の内部の湯水には重力が作用し、これらの通水路よりも下方に位置する吐水口６から湯水を流下させようとする。一方、吐水口６には整流部材４６が配置されており、吐水口６から流出される湯水は整流部材４６に設けられた多数の細孔を通って流出されるようになっている。このため、内部の湯水を流下させようとする重力に抗して表面張力が作用し、通水路内の湯水の流出は抑制される。しかしながら、通水路内の湯水の一部は整流部材４６の細孔を通って流出されてしまい、流出した湯水と入れ代わって外気が通水路内に侵入する。また、通水路内の湯水は、外気に蒸発されることによっても減少される。
【００７２】
通水路内に侵入した外気は、気泡となって通水路内で浮き上がり、上方に移動される。これにより、侵入した外気は、通水路内で最も上方に位置する空間である大径部２４ａの上方の部分である空気溜チャンバ２４ｄ（図３）に集まる。通水路、特に、発電機１４の内部に侵入した空気は、発電機１４の作用に悪影響を及ぼし、発電効率を低下させたり、発電量を不安定にする。さらには、侵入した空気は、発電機１４から異音を発生させたり、影響が大きい場合には発電機１４の寿命を縮めてしまう場合がある。また、発電機１４の内部に溜まった空気は、吐水状態にされた後にも、内部を流れる湯水により全量が容易に押し出されることはなく、従来の水栓装置においては、発電機１４内に空気が溜まったままとなる。
【００７３】
本発明の実施形態による水栓装置１においては、発電機１４は、吐水口側ゴムブッシュ５８及び電磁弁側ゴムブッシュ６０により、水栓装置本体２に対して容易に振動できるように構成されている。さらに、発電機１４と吐水口側通水路形成部材４２の間にはパッキン４２ｂが配置され、発電機１４と第３電磁弁側通水路形成部材５６の間には、パッキン５２ａ、５４ａ、５６ｂが夫々配置されており、これらのパッキンは、発電機１４と各通水路形成部材の間の相対変位を許容する。これにより、図１４に示すように、発電機１４及びこれに接続された部材が振動する。なお、図１４の変位量は誇張して描かれている。
【００７４】
これらのゴムブッシュ及びパッキンは、水栓装置１が吐水状態にされたとき、発電用マグネット２８と磁極片４０の間に働く電磁力、及び発電機１４の内部の湯水の流れにより発電機１４に励起される振動が、水栓装置本体２に伝達されるのを抑制する。また、弾性マウント部材６６は、水栓装置本体２の振動が設置面９に伝達されるのを抑制する。さらに、背面弾性マウント部材６８は、水栓装置本体２の振動が固定用シャフト６２、締結部材６４に伝達され、設置面９を振動させるのを防止する。このように、発電機１４が振動し、この振動が水栓装置本体２及び設置面９に伝達されることによる異音の発生が抑制される。
【００７５】
一方、発電機１４の振動は、内部に溜まった空気を、内部を流れる湯水と共に排出されやすくする。即ち、図１５（ａ）に示すように、発電機１４内の空気は、大径部２４ａの中で浮き上がり、最も鉛直上方に位置する大径部２４ａ上部内壁面付近に集められ、滞留する。このような内壁面近傍は、大径部２４ａ内を流れる湯水の流速も遅いので、発電機１４内に湯水が流れても容易には排出されない。ここで、発電機１４が上下方向に振動されると、図１５（ｂ）に示すように、内壁面近傍に滞留していた気泡は、壁面から引き離され、流路の中央近くに移動される。気泡が内壁面から引き離されると、壁面から離れたところでは比較的流速も高いので、大径部２４ａ内を流れる湯水により、気泡は発電機１４から排出される。また、前述したように、吐水口側ゴムブッシュ５８及びビス５８ａ、電磁弁側ゴムブッシュ６０及びビス６０ａは、水平方向の加振力を鉛直方向の振動成分に変換するように作用するので、発電機１４には多くの鉛直方向成分を含む振動が励起される。
【００７６】
さらに、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅは、断面が円弧状になるように形成されているので、羽根車２６の外側を通る湯水の流れによる気泡の排出が促進される。
さらに、図１６（ａ）に模式的に示すように、発電機１４内に流入した湯水は、ノズルケース３６側面の噴射口３６ｂから噴射されて羽根車２６の羽根２６ａに当たる。この噴射口３６ｂから羽根車２６の中心に向かう湯水の流れが、大径部２４ａ内の気泡を羽根車２６の中央部に移動させる。これにより、図１６（ｂ）に示すように、大径部２４ａ内の気泡は、羽根車２６の羽根車通水路２６ｂを通って発電機１４の外に排出される。
【００７７】
さらに、電磁弁側ゴムブッシュ６０は、吐水口側ゴムブッシュ５８よりも振動を許容しやすく構成されているため、大径部２４ａが位置する発電機１４の上流側が、下流側よりも、より大きく振動される。これにより、大径部２４ａ内の空気の排出が促進される。さらに、発電機１４の上流側には、比較的重量が軽い羽根車２６が配置され、重量の重い発電用コイル３２、発電用マグネット２８が下流側に配置されているので、発電機１４の上流側は、下流側よりも大きな振幅で振動されやすくなっている。
【００７８】
また、発電機１４を振動させるには、これに接続されている電磁弁側配管２０及び吐水口側配管２２が変形される必要がある。ここで、電磁弁側配管２０は、パッキン５２ａ、パッキン５４ａ、及びパッキン５６ｂを各部材の間に介装して構成されているのに対して、吐水口側配管２２にはパッキン４２ｂが設けられているのみであり、電磁弁側配管２０の方が変形されやすくなっている。
【００７９】
また、発電機１４の吐水口側は、別体に構成された吐水口側通水路形成部材４２に接続され、これに設けられた吐水口側支持ブラケット４２ａを介して吐水口側ゴムブッシュ５８により水栓装置本体２に支持されている。また、発電機１４の電磁弁側は、別体に構成された第３電磁弁側通水路形成部材５６に接続され、これに設けられた電磁弁側支持ブラケット５６ａを介して電磁弁側ゴムブッシュ６０により水栓装置本体２に支持されている。このため、発電機１４と、これを支持する部材との間の相対的な移動が許容され、発電機１４は、より振動されやすくなっている。即ち、図１４に示すように、発電機１４の上流側の電磁弁側配管２０の方が、下流側の吐水口側配管２２よりも変形量が大きくなる。
【００８０】
さらに、発電機１４が振動されると、これに接続された吐水口側配管２２も振動されるが、この先端に取り付けられた吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２と接触しないように吐水口側配管２２に配置されているため、発電機１４の振動が吐水口形成リング４４により妨げられることはない。
【００８１】
また、吐水口側配管２２を構成する吐水口側通水路形成部材４２は、支持用パッキン５０により水栓装置本体２に対して弾性支持されている。このため、発電機１４の振動は、概ね、支持用パッキン５０を支点とした上下方向の振動となる。ここで、吐水口形成リング４４は、発電機１４よりも支持用パッキン５０の近くに配置されているため、支持用パッキン５０を支点とする振動は、吐水口形成リング４４の側の振幅が比較的小さくなり、発電機１４が大きく振動されても、吐水口形成リング４４から吐出される湯水の流れが大きく振られることはない。
【００８２】
さらに、発電機１４の小径部２４ｂと吐水口側通水路形成部材４２の間にはパッキン４２ｂを配置して、屈曲許容部を形成している。このため、発電機１４の振動の一部は屈曲許容部により吸収され、発電機１４から吐水口形成リング４４に伝わる振動が小さくなり、吐水口形成リング４４の振れが減少される。
【００８３】
また、吐水口形成リング４４は、水栓装置本体２の吐水口配置開口２ｃよりも内側に引っ込んで配置されているので、吐水口形成リング４４が振動されても、それが外部からは視認され難く、水栓装置１の外観を損なうことがない。さらに、吐水口形成リング４４と吐水口配置開口２ｃの間の隙間は、隙間カバー４８によって覆われているので、水栓装置本体２と吐水口形成リング４４の間に隙間が空けられていても、水栓装置１の外観を損なうことがなく、また、吐水口形成リング４４の振動が外部から見えないようになっている。
【００８４】
さらに、発電機１４が振動されると、発電機通水路形成部材２４には、これを変形させる力が作用する。特に、この力は、大径部２４ａと小径部２４ｂを接続する段部２４ｃに集中しやすいが、この段部２４ｃを変形許容部として変形しやすく構成することにより、発電機通水路形成部材２４作用する応力を逃がしている。しかしながら、段部２４ｃの変形が過大になると、発電機通水路形成部材２４の破壊に繋がる虞があるので、この段部２４ｃに隣接して発電用コイル３２を配置し、段部２４ｃの変形が過大になるのを防止している。
【００８５】
さらに、磁極片４０の爪部４０ａは、段部２４ｃを横断するように配置されており、段部２４ｃの変形量を制限する。また、段部２４ｃに隣接する小径部２４ｂの内側には、軸受部３４がはめ込まれているので、段部２４ｃの内周部の変形量が制限される。さらに、羽根車２６の羽根車回転軸３０も、段部２４ｃを横断するように配置されており、段部２４ｃの変形量が制限される。加えて、防水カバー３８は、発電用コイル３２及び磁極片４０を覆い、段部２４ｃの両側の大径部２４ａ及び小径部２４ｂを覆うように配置されているので、段部２４ｃの変形は、防水カバー３８によっても制限される。
【００８６】
本発明の実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅが排出促進手段として機能するので、大径部２４ａの内壁面から引き離された気泡を効果的に排出することができる。これにより、初期使用開始前から発電機１４内に残留している空気、又は止水時に発電機１４内に侵入した空気を効果的に排出することができる。また、内壁面から引き離された気泡の排出が促進されることにより、小さな振動を発電機１４に励起するだけで十分な気泡の排出効果を得ることができる。これにより、発電機に大きな振動を励起して、異音が発生するのを回避することができる。また、発電機１４は、水栓装置本体２の内壁面との間に、発電機１４の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置されているので、発電機１４に振動が励起されても、発電機１４の振動が水栓装置本体２の内壁面を振動させて異音が発生するのを防止することができる。
【００８７】
また、本実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅが、排出促進手段として、円弧状に形成されているので、大径部２４ａの内壁面から引き離された気泡を、円弧状のコーナー部２４ｅに沿って発電機１４内の中央に集め、小径部２４ｂに速やかに排出することができる。このように、大径部２４ａのコーナー部２４ｅの形状、及び、下流側の小径部２４ｂの配置により、特別な手段を付加することなく気泡を排出することができるので、発電機１４を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００８８】
さらに、本実施形態の水栓装置１によれば、大径部２４ａの中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるので、中心軸線が傾斜され、大径部のコーナー部が最も鉛直上方に位置する場合と比較して、気泡がコーナー部に滞留しにくく、また、滞留した気泡を速やかに排出することができる。このように、大径部２４ａの中心軸線の方向により、特別な手段を付加することなく気泡を排出しやすくすることができるので、発電機１４を小型化しつつ、気泡の排出性能を向上させることができる。
【００８９】
以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、上述した実施形態に種々の変更を加えることができる。
上述した実施形態においては、ノズルケース３６には、３つの噴射口３６ｂが設けられていたが、変形例として、噴射口を１つにすることもできる。好ましくは、単一の噴射口は、大径部２４ａの上端に位置するように形成する。これにより、大径部２４ａの上端に集まっている気泡を、１つの噴射口で、効果的に羽根車の中央部に移動させることができる。
【００９０】
また、上述した実施形態においては、大径部２４ａの下流側端部のコーナー部２４ｅは、円弧状に形成されていたが、変形例として、図１７（ａ）に示すように、コーナー部２４ｅを、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化する曲線に形成することもできる。好ましくは、コーナー部２４ｅの曲線を、道路の設計等に応用されているクロソイド曲線Ｃにする。このクロソイド曲線Ｃによれば、図１７（ｂ）に示すように、コーナー部２４ｅの始まりにおける曲率半径が大きく、その後次第に曲率半径が小さくなり、コーナー部２４ｅの中間で最も曲率半径が小さくなった後、コーナー部２４ｅの終端に向けて再び曲率半径が大きくなる。コーナー部２４ｅをこのように形成することにより、大径部２４ａの内壁面に沿って流れる気泡がコーナー部２４ｅにおいて円滑に方向転換され、小径部２４ｂに排出される。
【００９１】
本変形例によれば、コーナー部２４ｅの形状を最適化することで、大径部２４ａに流れる水の流速を殆ど低下させることなく、小径部２４ｂに流出させることができるので、気泡の排出性能を更に向上させることができる。
【００９２】
さらに、上述した実施形態においては、発電機１４の発電用マグネット２８は円環状に構成され、発電機１４に流入した湯水の多くは、この発電用マグネット２８の内側を通って流出していたが、変形例として図１８に示すように、湯水が発電用マグネットの外側を通るように構成することもできる。図１８記載の変形例においては、発電用マグネット７０の外径は、羽根車２６の羽根２６ａの外径よりも小さく構成されている。また、発電用マグネット７０は、羽根車７２の軸部７２ａに隙間なくはめ込まれており、発電用マグネット７０は軸部７２ａと一体になって回転される。このため、発電機１４に流入した湯水は、専ら発電用マグネット７０の外側を通って小径部に流出する。このように構成された変形例によれば、発電用マグネット７０を小さく構成することができ、羽根車の回転軸回りの慣性モーメントを小さくすることができる。
【符号の説明】
【００９３】
１ 本発明の実施形態による水栓装置
２ 水栓装置本体
２ａ 本体基端部
２ｂ 本体水平部
２ｃ 吐水口配置開口
２ｄ 開放部
２ｅ 本体蓋部
２ｆ 蓋体止めねじ
４ 温度調節用ツマミ
６ 吐水口
８ 人感センサー
９ 設置面
９ａ 取り付け穴
１０ 温度調節バルブ
１２ 電磁弁
１４ 発電機
１６ コントローラ
１８ａ 湯供給管
１８ｂ 水供給管
２０ 電磁弁側配管
２２ 吐水口側配管
２４ 発電機通水路形成部材
２４ａ 大径部（拡径部）
２４ｂ 小径部
２４ｃ 段部（変形許容部）
２４ｄ 空気溜チャンバ
２４ｅ コーナー部（排出促進手段）
２６ 羽根車
２６ａ 羽根
２６ｂ 羽根車通水路
２８ 発電用マグネット
３０ 羽根車回転軸
３２ 発電用コイル
３４ 軸受部
３４ａ 軸受穴
３４ｂ 貫通孔
３６ ノズルケース
３６ａ 軸受穴
３６ｂ 噴射口
３８ 防水カバー
４０ 磁極片
４０ａ 爪部
４２ 吐水口側通水路形成部材
４２ａ 吐水口側支持ブラケット（支持ブラケット）
４２ｂ パッキン（第２弾性部材）
４４ 吐水口形成リング（吐水口形成部）
４６ 整流部材
４８ 隙間カバー
５０ 支持用パッキン
５２ 第１電磁弁側通水路形成部材
５２ａ パッキン（第１弾性部材）
５４ 第２電磁弁側通水路形成部材
５４ａ パッキン（第１弾性部材）
５６ 第３電磁弁側通水路形成部材
５６ａ 電磁弁側支持ブラケット（支持ブラケット）
５６ｂ パッキン（第１弾性部材）
５８ 吐水口側ゴムブッシュ（第４弾性部材、振動励起手段）
５８ａ ビス
５８ｂ 上面部分
５８ｃ 下面部分
５８ｄ 周囲部分
５８ｅ 突起
５９ ベース部材
６０ 電磁弁側ゴムブッシュ（第３弾性部材、振動励起手段）
６０ａ ビス
６０ｂ 上面部分
６０ｃ 下面部分
６０ｄ 周囲部分
６０ｅ 突起
６２ 固定用シャフト
６２ａ 穴
６４ 締結部材
６６ 弾性マウント部材
６８ 背面弾性マウント部材
７０ 発電用マグネット
７２ 羽根車
７２ａ 軸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置であって、
水栓装置本体と、
この水栓装置本体の内部に配置され、止水、吐水を切り換える電磁弁と、
この電磁弁を通過した水を吐出させる吐水口が形成された吐水口形成部と、
流入した水を流す発電機通水路、この発電機通水路に設けられた拡径部、この拡径部の中に配置され、羽根車回転軸を中心に回転する羽根車、発電用マグネット、及び発電用コイルを備え、上記電磁弁を駆動する電力を生成する羽根車式の発電機と、
上記羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、上記拡径部に滞留した気泡を上記拡径部の内壁面から引き離し、上記発電機から気泡が排出されるように、上記発電機を上記水栓装置本体に対して支持する振動励起手段と、を有し、
上記発電機は、その振動が許容されるように、上記水栓装置本体の内壁面との間に、上記発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、
上記拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えていることを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
上記拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、上記排出促進手段は、上記拡径部の円筒の下流側端部に形成された円弧状のコーナー部である請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
上記拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、上記排出促進手段は、上記拡径部の円筒の下流側端部に形成された、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化するコーナー部である請求項１記載の水栓装置。
【請求項４】
上記発電機は、上記拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるように配置されている請求項２又は３記載の水栓装置。
【請求項１】
内蔵された発電機の電力により電磁弁を駆動して止水、吐水を切り換える水栓装置であって、
水栓装置本体と、
この水栓装置本体の内部に配置され、止水、吐水を切り換える電磁弁と、
この電磁弁を通過した水を吐出させる吐水口が形成された吐水口形成部と、
流入した水を流す発電機通水路、この発電機通水路に設けられた拡径部、この拡径部の中に配置され、羽根車回転軸を中心に回転する羽根車、発電用マグネット、及び発電用コイルを備え、上記電磁弁を駆動する電力を生成する羽根車式の発電機と、
上記羽根車回転軸に直交する方向の振動を励起させることにより、上記拡径部に滞留した気泡を上記拡径部の内壁面から引き離し、上記発電機から気泡が排出されるように、上記発電機を上記水栓装置本体に対して支持する振動励起手段と、を有し、
上記発電機は、その振動が許容されるように、上記水栓装置本体の内壁面との間に、上記発電機の周囲全体に亘って空間が形成されるように配置され、
上記拡径部は、その下流側端部に、気泡の排出を促進する排出促進手段を備えていることを特徴とする水栓装置。
【請求項２】
上記拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、上記排出促進手段は、上記拡径部の円筒の下流側端部に形成された円弧状のコーナー部である請求項１記載の水栓装置。
【請求項３】
上記拡径部は、その下流側にほぼ同心円状に配置された小径部に接続されると共に、この小径部よりも直径が大きいほぼ円筒状に形成され、上記排出促進手段は、上記拡径部の円筒の下流側端部に形成された、上流側から下流側に向かって曲率半径が変化するコーナー部である請求項１記載の水栓装置。
【請求項４】
上記発電機は、上記拡径部の中心軸線が、ほぼ水平方向に向けられるように配置されている請求項２又は３記載の水栓装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【公開番号】特開２０１１−２２６２３９（Ｐ２０１１−２２６２３９Ａ）
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２００７１１（Ｐ２０１０−２００７１１）
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１１月１０日（２０１１．１１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月８日（２０１０．９．８）
【出願人】（００００１００８７）ＴＯＴＯ株式会社 (3,889)
【Ｆターム（参考）】
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