JP2019096398A - ハンドフリーライト - Google Patents

Abstract

【課題】部品の摩耗による耐久性の低下を防ぐとともに、灯体の角度を微調整することができるハンドフリーライトを提供すること。【解決手段】ハンドフリーライト１は、ハウジング５とその開口部を覆う光学レンズ６によって画成された灯室７内に、少なくともＬＥＤ（光源）８と乾電池（電源）１１を収容して成る灯体２と、該灯体２とは別体のベース３と、前記灯体２と前記ベース３を保持するとともに、前記灯体２を前記ベース３側に付勢する伸縮可能な弾性ベルト４と、を備え、前記灯体２のハウジング５と前記ベース３の相対向する箇所の一方に円弧凸部５Ａ、他方に円弧凸部５Ａを受ける円弧凹部３Ａをそれぞれ形成するとともに、これらの円弧凸部５Ａと円弧凹部３Ａに、互いに噛合する複数のギヤ５ａ，３ａをそれぞれ形成して構成される。【選択図】図３

Description

本発明は、ヘルメット等に固定して使用されるハンドフリーライトに関するものである。

所定の箇所を照明しながら両手を自由に用いて作業することができる照明装置としてハンドフリーライトが使用されているが、この種のハンドフリーライトとして例えば特許文献１には、歯科医の頭部に装着されて使用される携帯型の歯科用ヘッドライト装置が提案されている。

この歯科用ヘッドライト装置は、歯科医の頭部に装着されるヘッドハンド部と、該ヘッドハンド部に取り付けられたランプ本体部と、該ランプ本体部に電源を供給するためのバッテリー部を備えている。斯かる歯科用ヘッドライト装置には、ランプ本体部からの光の照射角度を調整するための角度調整機構が設けられており、この角度調整機構は、ランプ本体側のリアケースに設けられたクリックギヤと、ヘッドハンド部側に設けられた係合片に形成された突起部によって構成されている。

より詳細には、クリックギヤには、凸条と溝が交互に複数形成されており、複数の溝の１つに係合片の突起部が係合することによって、軸を中心とするランプ本体部の回動が阻止され、ランプ本体部１０１が例えば図１０(ａ)に示す角度位置に保持される。そして、図１０（ａ）に示す状態から、軸１０２を中心としてランプ本体部１０１を反時計方向に回動させると、図１０（ｂ）に示すように、クリックギヤ１０３の凸条１０３ａが係合片１０４の反発力に抗して該係合片１０４を弾性変形させる。そして、図１０（ｂ）に示す状態から、ランプ本体部１０１を更に反時計方向に回動させると、係合片１０４の突起部１０４ａがクリックギヤ１０３の凸条１０３ａを乗り越え、図１０（ｃ）に示すように、係合片１０４の反発力によって突起部１０４ａがクリックギヤ１０３の溝１０３ｂに再び係合する。この結果、ランプ本体部１０１の軸１０２を中心とする回動が再び阻止される。

以下、ランプ本体部１０１を更に反時計方向に回動させる場合、或いはランプ本体部１０１を時計方向に回動させる場合も同様に、係合片１０４の突起部１０４ａがクリックギヤ１０３の凸条１０３ａを乗り越える度に該突起部１０４ａがクリックギヤ１０３の溝１０３ｂに係合する。そして、これらの突起部１０４ａと溝１０３ｂとの係合によって、溝１０３ｂの１ピッチ分ずつランプ本体部１０１の角度（エーミング角）が調整されて光の照射角度が調整される。

特開２０１５−２２８３４７号公報

しかしながら、特許文献１において提案された歯科用ヘッドライト装置に設けられた図１０に示す角度調整機構においては、ランプ本体部１０１の角度調整時には、係合片１０４の反発力によってクリックギヤ１０３に押圧された突起部１０４ａがクリックギヤ１０３の凸条１０３ａを乗り越えるために両者の摩耗が激しく、耐久性に問題が生じる。

又、クリックギヤ１０３の凸条１０３ａの高さによって係合片１０４の突起部１０４ａの変位量が決まるが、この変位量は、ランプ本体部１０１を所定の角度位置で固定保持するために或る程度の大きさが必要となる。このため、クリックギヤ１０３の凸条１０３ａの角度ピッチが大きくなり（例えば、２０°ピッチ）、ランプ本体部１０１の角度を微調整することができないという問題もある。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、部品の摩耗による耐久性の低下を防ぐとともに、灯体の角度を微調整することができるハンドフリーライトを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１記載のハンドフリーライトは、
ハウジングとその開口部を覆う光学レンズによって画成された灯室内に、少なくとも光源と電源を収容して成る灯体と、
該灯体とは別体のベースと、
前記灯体と前記ベースを保持するとともに、前記灯体を前記ベース側に付勢する伸縮可能な弾性ベルトと、
を備え、前記灯体のハウジングと前記ベースの相対向する箇所の一方に円弧凸部、他方に前記円弧凸部を受ける円弧凹部をそれぞれ形成するとともに、これらの円弧凸部と円弧凹部に、互いに噛合する複数のギヤをそれぞれ形成して構成されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記円弧凸部に形成された前記ギヤの形成領域は、前記円弧凹部に形成された前記ギヤの形成領域よりも大きいことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記円弧凸部と前記円弧凹部は、同心且つ同一半径の仮想円弧曲面を基準に形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、灯体は、ハウジングとベースの一方に形成された円弧凸部と他方に形成された円弧凹部にそれぞれ形成された複数のギヤの噛合によって所定の角度位置に保持されるが、その角度（エーミング角）を変更する場合には、弾性ベルトを引き延ばしながら灯体を移動させてこれをベースから引き離せば、円弧凸部と円弧凹部にそれぞれ形成されたギヤ同士の噛合が解除される。そして、この状態から灯体の角度を調整し、この灯体から手を離せば、該灯体が弾性ベルトの張力によってベースに再び押圧され、灯体とベースのギヤ同士が再び噛合して灯体の角度位置が保持される。このように、灯体の角度調整時には、該灯体とベースの各ギヤ同士の噛合が解除されるため、ギヤの摩耗の問題が発生することがなく、当該ハンドフリーライトの耐久性が高められる。

又、灯体とベースにそれぞれ形成されたギヤの高さと角度ピッチは、灯体を所定の角度位置に保持するために必要な値で済むため、これらの値を小さく抑えて灯体の角度調整ピッチを細かく設定することができ、灯体の角度を微調整することができる。

本発明に係るハンドフリーライトの斜視図である。 本発明に係るハンドフリーライトの正面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 図３のＣ−Ｃ線断面図である。 （ａ），（ｂ）は図５のＤ部拡大詳細図である。 図６のＥ部拡大詳細図である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明に係るハンドフリーライトのエーミング調整を示す側断面図である。 本発明の変更実施例を示す図５と同様の図である。 （ａ）〜（ｃ）は特許文献１において提案された歯科用ヘッドライト装置の角度調整機構を示す断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は本発明に係るハンドフリーライトの斜視図、図２は同ハンドフリーライトの正面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図、図５は図３のＣ−Ｃ線断面図、図６（ａ），（ｂ）は図５のＤ部拡大詳細図、図７は図６のＥ部拡大詳細図、図８（ａ）〜（ｃ）は本発明に係るハンドフリーライトのエーミング調整を示す側断面図である。

本実施の形態に係るハンドフリーライト１は、灯体２と、該灯体２とは別体のベース３と、これらの灯体２とベース３をヘルメット５０に取り付けるためのゴム製の弾性ベルト（ゴムベルト）４によって構成されている。尚、本実施の形態では、灯体２とベース３を弾性ベルト４によってヘルメット５０に保持しているが、これらの灯体２とベース３を弾性ベルト４によって人の頭部に直接保持するようにしても良い。

前記灯体２は、図３に示すように、ハウジング５とその開口部を覆う光学レンズ６によって画成された灯室７内に、光源であるＬＥＤ（発光ダイオード）８と、該ＬＥＤ８を実装する平板状の回路基板９と、電池ケース１０内に収容された電源としての３本（図４参照）の乾電池１１を収容して構成されている。

上記ハウジング５は、光不透過性の樹脂によって矩形ボックス状に一体成形されており、その背面の左右２箇所（図３参照）には、図５に示すように、円弧凸部５Ａがそれぞれ一体に形成されており、各円弧凸部５Ａには複数のギヤ５ａがそれぞれ形成されている。ここで、左右の円弧凸部５Ａは、図３に示すように、当該ハンドフリーライト１の全幅をＬとした場合、ハンドフリーライト１の左右両側端から内側にＬ／４以内の箇所にそれぞれ形成されている。

又、ハウジング５の上面の幅方向中央には、図４に示すように、孔５ｂが形成されており、この孔５ｂは、弾性変形可能なゴム製のスイッチ防水カバー１２によって塞がれている。そして、ハウジング５内のスイッチ防水カバー１２の内側には、スイッチ防水カバー１２の押圧によって前記ＬＥＤ８への乾電池１１からの電流の供給をＯＮ／ＯＦＦするためのスイッチ１３が内蔵されている。

更に、ハウジング５内に収容された前記回路基板９は、電池ケース１０に隣接して垂直に起立するよう縦方向に配置されており、その中央部には前記ＬＥＤ８がその光出射方向が前方（図４の左方）となる向きに実装されている。そして、電源である前記乾電池１１は、電池ケース１０内に横向きに上下３本収容されており（図４参照）、図３に示すように、各乾電池１１の長手方向一端の＋極は、電池ケース１０に固定された＋端子１４にそれぞれ接続され、長手方向他端の−極は、電池ケース１０に固定されたバネ状の−端子１５にそれぞれ接続されている。

ここで、ハウジング５は、光学レンズ６に着脱可能に取り付けられており、図４に示すように、該ハウジング５の上端部に形成されたフック５ｃが光学レンズ６の上端から後方（図４の右方）に向かって延出するブラケット６Ａに形成された係合孔６ａに係合することによって、該ハウジング５が光学レンズ６に固定されている。そして、乾電池１１の交換は、ハウジング５のフック５ｃと光学レンズ６のブラケット６Ａに形成された係合孔６ａへの係合を解除し、ハウジング５を光学レンズ６から取り外すことによってなされる。

前記光学レンズ６は、光透過性の透明樹脂によって矩形ボックス状に一体成形されており、その外周縁がハウジング５の開口部周縁に固定されることによって、該光学レンズ６とハウジング５によって前記灯室７が画成されている。そして、この光学レンズ６のＬＥＤ８に対向する中央部分には、ＬＥＤ８から出射する光を制御するためのレンズ部６ＢがＬＥＤ８に向かって一体に膨出している。

又、光学レンズ６の左右両側部には、図１〜図３に示すように、後方（図３の上方）に向かって一体に延びる矩形板状のブラケット６Ｃがそれぞれ形成されており、各ブラケット６Ｃには、縦方向に長いスリット状の２つの通し孔６ｂ，６ｃがそれぞれ形成されている。

前記ベース３は、ヘルメット５０の外周形状に沿った円弧曲面を成す板状に一体成形された樹脂部品であって、その左右には、ハウジング５の左右の円弧凸部５Ａを受ける円弧凹部３Ａがそれぞれ形成されており、各円弧凹部３Ａには、図１及び図５に示すように、複数のギヤ３ａがそれぞれ形成されている。又、図１及び図３に示すように、ベース３の左右の円弧凹部３Ａの幅方向外側には、縦方向に長いスリット状の通し孔３ｂがそれぞれ形成されている。尚、ベース３に形成された左右の各円弧凹部３Ａの左右両端には、図３に示すように、ハウジング５の左右の各円弧凸部５Ａの左右への脱落を防ぐためのガイドリブ３ｃがそれぞれ形成されている。

図６（ａ），（ｂ）に示すように、円弧凸部５Ａは、ハウジング５側に設けられた仮想円弧凸曲面５Ａｆ上に複数のギヤ５ａが形成された凸面を有しており、円弧凹部３Ａは、ベース３側に設けられた仮想円弧凹曲面３Ａｆ上の複数のギヤ３ａガ形成された凹面を有している。ここで、複数のギヤ５ａは、仮想円弧凸曲面５Ａｆに沿って形成され、複数のギヤ３ａは、仮想円弧凹曲面３Ａｆに沿って形成されている。

円弧凸部５Ａの仮想円弧凸曲面５Ａｆと円弧凹部３Ａの仮想円弧凹曲面３Ａｆは、同心且つ同一半径の円弧であり、各中心角は、仮想円弧凸曲面５Ａｆの円弧の方が仮想円弧凹曲面３Ａｆの円弧よりも大きく設定されている。そして、ギヤ５ａとギヤ３ａが噛合した状態において、仮想円弧凸曲面５Ａｆと仮想円弧凹曲面３Ａｆが重なる。複数のギヤ５ａが形成された円弧凸部５Ａの凸面の面積は、複数のギヤ３ａが形成された円弧凹部３Ａの凹面の面積よりも大きく設定されており、凹面全体が凸面の何れかの領域に当接する様構成されている。つまり、ハウジング５の円弧凸部５Ａとベース３の円弧凹部３Ａは、同心且つ同一半径の仮想円弧曲面を基準に形成されている。

本実施の形態においては、図６（ａ），（ｂ）に示すように、ハウジング５に形成された左右の各円弧凸部５Ａとベース３の左右に形成された各円弧凹部３Ａは、共通の曲率中心Ｏを中心とする半径１２ｍｍの仮想円弧曲面上にギヤ５ａ，３ａがそれぞれ形成されている。ハウジング５側の各円弧凸部５Ａには、複数のギヤ５ａが１２０°の角度範囲でそれぞれ形成されている。又、ベース３側の円弧凹部３Ａには、複数のギヤ３ａが６０°の角度範囲でそれぞれ形成されている。

ギヤ５ａは、断面が略三角形の複数の突条から成り、直線の歯筋が平行に配列されるように形成されている。ギヤ３ａは、ギヤ５ａの歯面にほぼ当接する形状に形成されている。ここで、ハウジング５側の各円弧凸部５Ａにそれぞれ形成されたギヤ５ａの詳細を図７に示すが、このギヤ５ａの山の角度は１２０°、高さは０．５ｍｍに設定されている。尚、図示しないが、ベース３側の各円弧凹部３Ａに形成されたギヤ３ａの谷の角度は１２０°、高さは０．５ｍｍにそれぞれ設定されている。

ゴム製の前記弾性ベルト（ゴムベルト）４は、その両端部をベース３の左右の通し孔３ｂに通した後、更に光学レンズ６の左右のブラケット６Ｃにそれぞれ形成された一方の各通し孔６ｂに内側からそれぞれ通し、その通した部分を折り返して他方の各通し孔６ｃに通すことによって、その両端部が灯体２とベース３に取り付けられている。

以上のように、灯体２とベース３及び弾性ベルト４によって構成されたハンドフリーライト１は、弾性ベルト４を引き伸ばした状態で、人が頭に被ったヘルメット５０の外周に弾性ベルト４を１週させて巻き付けることによってヘルメット５０に取り付けられる。この取付状態では、弾性ベルト４の弾性（張力）によってベース３がヘルメット５０に押し付けられるとともに、灯体２がベース３に押し付けられる。このため、ハウジング５側の左右の円弧凸部５Ａに形成されたギヤ５ａとベース３側の左右の円弧凹部３Ａに形成されたギヤ３ａとが噛合し、灯体２が所定の角度位置に保持される。

而して、弾性ベルト４によってヘルメット５０に取り付けられたハンドフリーライト１において、スイッチ防水カバー１２を指で押しでスイッチ１３をＯＮ操作すると、乾電池１１から回路基板９を経てＬＥＤ８に電流が供給されるために該ＬＥＤ８が発光し、その光は、前方に向かって光学レンズ６のレンズ部６Ｂを通過することによって配光が制御された後に前方へと照射され、前方の照明に供される。このとき、人の両手は自由（フリー）であるため、両手を使って所望の作業を行うことができる。そして、スイッチ防水カバー１２を再び押してスイッチ１３をＯＦＦ操作すると、乾電池１１からＬＥＤ８への電流の供給が遮断されるため、ハンドフリーライト１が消灯する。

ところで、ハンドフリーライト１の灯体２は、ハウジング５側の各円弧凸部５Ａとベース３側の各円弧凹部３Ａにそれぞれ形成された複数のギヤ５ａ，３ａの噛合によって所定の角度位置に保持されるが、その角度（エーミング角）を変更する場合には、弾性ベルト４を引き伸ばしながら灯体２を前方に移動させて該灯体２をベース３から引き離せば、該灯体２側の各円弧凸部５Ａとベース３側の各円弧凹部３Ａにそれぞれ形成されたギヤ５ａ，３ａ同士の噛合が解除される。

例えば、図８（ａ）に示す角度位置を灯体２の基準位置とした場合、図８（ｂ）に示すように、基準位置から灯体２を前方に移動させて上方に所定角度αだけ回動させた後、灯体２から手を離せば、灯体２が弾性ベルト４の弾性力(張力）によってベース３に押圧され、灯体２（ハウジング５）側のギヤ５ａとベース３側のギヤ３ａとが再び噛合するため、灯体２は、変更後の角度位置に保持されて光照射方向が上向きに調整される。

又、図８（ａ）に示す基準位置から、図８（ｃ）に示すように、灯体２を前方に移動させて下方に所定角度βだけ回動させた後、灯体２から手を離せば、灯体２が弾性ベルト４の弾性力（張力）によってベース３に押圧され、灯体２（ハウジング５）側のギヤ５ａとベース３側のギヤ３ａとが再び噛合するため、灯体２は、変更後の角度位置に保持されて光照射方向が下向きに調整される。

以上のように、本実施の形態に係るハンドフリーライト１においては、灯体２の角度調整時には、該灯体（ハウジング５）２とベース３のギヤ５ａ，３ａ同士の噛合が解除されるため、ギヤ５ａ，３ａの摩耗の問題が発生することがなく、当該ハンドフリーライト１の耐久性が高められる。

又、灯体２（ハウジング５）とベース３に形成されたギヤ５ａ，３ａの高さと角度ピッチは、灯体２を所定の角度位置に保持するために必要な値で済むため、これらの値を小さく抑えて灯体２の角度調整ピッチを細かく設定することができ、灯体２の角度を微調整することができる。尚、本実施の形態では、灯体２の角度調整ピッチｐを８．９°と従来の２０°の１／２以下に小さく抑えることができる。又、本実施の形態では、灯体２の上方向と下方向の調整角度α，βの最大値を３０°と大きくすることができる。

そして、本実施の形態では、灯体２（ハウジング５）の円弧凸部５Ａとベース３の円弧凹部３Ａを左右２箇所にそれぞれ形成したため、灯体２を所定の角度位置で安定して確実に保持することができる。又、ベース３側の左右の円弧凹部３Ａの左右両端にガイドリブ３ｃをそれぞれ形成したため、灯体２を前方に移動させた後、この灯体２を弾性ベルト４の弾性力（張力）によって元の位置に戻す際に該灯体２の左右のズレがガイドリブ３ｃによって補正される。このため、灯体２（ハウジング５）側の各円弧凸部５Ａとベース３側の各円弧凹部３Ａにそれぞれ形成されたギヤ５ａ，３ａ同士の噛合が常に確実になされる。

ここで、図８（ａ）に示す灯体２の基準位置を弾性ベルト４の幅中心の上下位置と一致させれば、灯体２の角度位置を安定化させることができる。

尚、以上の実施の形態においては、ギヤ５ａの形状は、断面が略三角形の複数の突条から形成されているが、断面が台形状等、適宜の形状とすることができる。又、上記実施の形態において、ギヤ５ａは、略三角形の突条を隙間なく配列した構成としたが、隣接する突条の間に隙間を設けて歯底を形成したものとすることもできる。更に、ギヤ３ａの形状は、ギヤ５ａを受けるため、ギヤ５ａ全体と接触するような同一形状であることが好ましいが、必ずしも同一形状を有する必要はなく、噛合した状態を保持可能な範囲で公差を持たせた略同一形状とすることができる。

又、以上の実施の形態においては、円弧凸部５Ａがハウジング５側、円弧凹部３Ａがベース３側に設けられており、円弧凸部５Ａ側のギヤ５ａの形成領域が円弧凹部３Ａ側のギヤ３ａの形成領域よりも広い構成となっている。しかし、本発明に係るハンドフリーライト１は、図９に示すように、円弧凸部３Ｄがベース３側、円弧凹部５Ｄがハウジング５側に設けられ、円弧凸部３Ｄ側のギヤ３ｄの形成領域が円弧凹部５Ｄ側のギヤ５ｄの形成領域よりも広い構成とすることができる。

１ ハンドフリーライト
２ 灯体
３ ベース
３Ａ ベースの円弧凹部
３Ａｆ 円弧凹部の仮想円弧凹曲面
３Ｂ ベースのブラケット
３ａ ベースのギヤ
３ｂ ベースの通し孔
３ｃ ベースのガイドリブ
４ 弾性ベルト
５ ハウジング
５Ａ ハウジングの円弧凸部
５Ａｆ 円弧凸部の仮想円弧凸曲面
５ａ ハウジングのギヤ
５ｂ ハウジングの孔
５ｃ ハウジングのフック
６ 光学レンズ
６Ａ 光学レンズのブラケット
６Ｂ 光学レンズのレンズ部
６Ｃ 光学レンズのブラケット
６ａ 光学レンズの係合孔
６ｂ，６ｃ 光学レンズの通し孔
７ 灯室
８ ＬＥＤ（光源）
９ 回路基板
１０ 電池ケース
１１ 乾電池（電源）
１２ スイッチ防水カバー
１３ スイッチ
１４ 電池ケースの＋端子
１５ 電池ケースの−端子
５０ ヘルメット

Claims (3)

1. ハウジングとその開口部を覆う光学レンズによって画成された灯室内に、少なくとも光源と電源を収容して成る灯体と、
   該灯体とは別体のベースと、
   前記灯体と前記ベースを保持するとともに、前記灯体を前記ベース側に付勢する伸縮可能な弾性ベルトと、
   を備え、前記灯体のハウジングと前記ベースの相対向する箇所の一方に円弧凸部、他方に前記円弧凸部を受ける円弧凹部をそれぞれ形成するとともに、これらの円弧凸部と円弧凹部に、互いに噛合する複数のギヤをそれぞれ形成して成ることを特徴とするハンドフリーライト。
2. 前記円弧凸部に形成された前記ギヤの形成領域は、前記円弧凹部に形成された前記ギヤの形成領域よりも大きいことを特徴とする請求項１記載のハンドフリーライト。
3. 前記円弧凸部と前記円弧凹部は、同心且つ同一半径の仮想円弧曲面を基準に形成されていることを特徴とする請求項１又は２記載のハンドフリーライト。
   

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