JP2021030342A - 手持ち式機器用照明装置および手持ち式機器 - Google Patents

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拓真 池田
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浩之 鬼塚
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Abstract

【課題】照明装置自体の光軸ずれも、取り付けられる機器側のハウジングとの間の光軸ずれも共に生じず、部品交換も可能な手持ち式機器用照明装置を実現する。【解決手段】照明装置1は、手持ち式機器のハウジングに取り付けられる。照明装置1は、LED3を搭載したLED基板2と、LED基板2が装着されLED基板2をハウジングへ取り付ける基板取付具10とを備える。基板取付具10には、LED基板2に係合して着脱可能に保持する係合保持部11とレンズ部12とが一体に設けられている。係合保持部11は、爪部13を有しており、LED3の光軸をレンズ部12の光軸に合わせた状態でLED基板2に係合してLED基板2を保持する。レンズ部12は、ハウジングに形成された照明用開口部に凹凸嵌合し、ハウジングに対する位置決め機能を有する。【選択図】図1

Description

本発明は、手持ち式機器に機器本来の機能以外の付加機能として搭載される手持ち式機器用照明装置、およびそれを備えた手持ち式機器に関する。
従来、手持ち式機器としての電動工具等には、暗所での作業を可能にするために、付加機能として照明機能を有するものがある。たとえば、特許文献1には、先端工具を駆動するモータと、モータを保持するハウジングと、ハウジングに装着されて先端工具および先端工具近傍を照射するLEDライトユニット(手持ち式機器用照明装置)とを備える電動工具が記載されている。LEDライトユニットは、LEDが搭載されたLED基板を備え、ハウジングに設けられている。LED基板は、レンズが一体に形成されている筐体の収容空間内に配置され、収容空間には透明樹脂が充填されている。
特開2013−39654号公報
特許文献1の構成では、透明樹脂にて収容空間を埋めることで、LEDと筐体側のレンズとを光軸を合わせた状態で保持している。しかしながら、このような構成では、LEDから発生する熱による影響を受けて、LED基板と透明樹脂との界面、又は透明樹脂と筐体との界面、又はその両方に剥がれが生じる場合がある。剥がれが生じると、LEDと筐体側のレンズとの光軸ずれが起こり、照射位置が本来の位置からずれる。また、このような構成では、LEDライトユニットの分解はできないため、LED基板やハーネス等に不良が生じても部品交換による対応が行えない。
また、特許文献1には、LEDライトユニットのハウジングへの取り付けについて具体的に記載されていない。そのため、衝撃や振動にてハウジングに対するLEDライトユニットの位置がずれることも想定される。ハウジングに対するLEDライトユニットの位置がずれると、たとえLEDライトユニット自体に光軸ずれ(LEDと筐体側のレンズとの光軸ずれ)がなくても照射位置が本来の位置からずれる。
手持ち式機器において、照射位置が本来の位置からずれると、暗所で行う機器本来の機能を用いた作業に影響を及ぼす。
本発明の一態様は、上記課題に鑑みなされたもので、その目的は、照明装置自体の光軸ずれも、取り付けられる機器側のハウジングとの間の光軸ずれも共に生じず、部品交換も可能な手持ち式機器用照明装置、および手持ち式機器を実現することである。
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る手持ち式機器用照明装置は、機器本来の機能を実行する機能実行部を備える手持ち式機器に搭載され、前記機能実行部に対応した照射位置を照らす手持ち式機器用照明装置であって、前記手持ち式機器のハウジングに取り付けられ、発光体を搭載した発光体基板と、前記発光体基板が装着され、装着された発光体基板を前記ハウジングへ取り付ける基板取付具と、を備え、前記基板取付具には、前記発光体基板に係合して着脱可能に保持する係合保持部と、前記発光体からの光が入射するレンズ部とが一体に設けられており、 前記係合保持部は、前記発光体の光軸を前記レンズ部の光軸に合わせた状態で前記発光体基板を保持し、前記レンズ部は、前記ハウジングに形成された照明用開口部に凹凸嵌合し、ハウジングに対する位置決め機能を有する。
上記構成では、発光体基板は、基板取付具に装着されるにあたり、係合保持部にて発光体の光軸をレンズ部の光軸に合わせた状態で保持される。係合保持部は、発光体基板を係合して保持するので、係合保持部と発光体基板との間の位置ずれは発生し難い。また、係合保持部とレンズ部とは一体に設けられているので、係合保持部とレンズ部との間の位置ずれは発生しない。これにより、熱による影響を受け難く、照明装置自体の光軸ずれが発生し難い構成とできる。
また、係合保持部は発光体基板を着脱可能に保持するので、発光体基板の不良時等は部品交換による対応が可能となる。
さらに、レンズ部は、ハウジングに形成された照明用開口部に凹凸嵌合し、ハウジングに対する位置決め機能を有しているので、レンズ部を照明用開口部に嵌合させることで、レンズ部の光軸の向きが照射位置への光照射に適した向きに調整される。レンズ部自体をハウジングとの位置決めに用いているので、照明装置とハウジングとの間の光軸ずれを確実に防止できる。
本発明の一態様に係る手持ち式機器用照明装置において、前記レンズ部は、光出射方向に凸をなす凸形状の導光部を有し、該導光部の凸の先端面にレンズ形状を有する構成とすることもできる。上記構成によれば、ハウジングとの位置決めに用いられる、位置決め機能を有するレンズ部を容易に実現できる。
本発明の一態様に係る手持ち式機器用照明装置において、前記発光体基板は前記係合保持部に対して前記レンズ部の光軸と直交する一方向から挿入されるようになっており、前記係合保持部は、前記発光体基板の挿入方向と直交する第1方向への前記発光体基板の移動を規制する第1規制部と、前記発光体基板の挿入方向と直交する第1方向とは別の第2方向への前記発光体基板の移動を規制する第2規制部と、前記発光体基板の挿入方向前方の端部に突き当たる前方規制部と、前記前方規制部に端部が突き当たって状態の前記発光体基板の挿入方向後方の端部に係合して、前記発光体基板の挿入方向と平行な方向への移動を規制する爪部と、を有する構成とすることもできる。上記構成によれば、発光体の光軸をレンズ部の光軸に合わせた状態で発光体基板をしっかりと保持できる係合保持部を容易に実現できる。
本発明の一態様に係る手持ち式機器用照明装置において、前記爪部は、スナップフィットにて前記発光体基板の端部に係合する構成とすることもできる。上記構成によれば、発光体基板の着脱が容易に行える。
本発明の一態様に係る手持ち式機器は、機器本来の機能を実行する機能実行部と、
前記機能実行部を保持するハウジングと、前記ハウジングに取り付けられ、前記機能実行部に応じた照射位置に照射する照明装置と、を備え、前記照明装置が、本発明の一態様に記載の手持ち式機器用照明装置であり、前記ハウジングに前記レンズ部が凹凸嵌合される照明用開口部を備える。
上記構成によれば、振動や衝撃が加えられても照射領域のずれが発生し難い手持ち式機器を実現でき、機器本来の機能を用いた作業を暗所でも問題無く実行できる。
本発明の一態様に係る手持ち式機器は、前記機能実行部が、先端工具と該先端工具を駆動するモータとを備える構成とすることもできる。モータで駆動される先端工具を備える手持ち式機器に、振動に強い本発明の一態様に記載の手持ち式機器用照明装置を組み合わせることで、より大きな効果が発揮される。
本発明の一態様によれば、照明装置自体の光軸ずれも、取り付けられる機器側のハウジングとの間の光軸ずれも共に生じず、部品交換も可能な手持ち式機器用照明装置、および手持ち式機器を実現することができる。
実施形態の照明装置の外観を示す斜視図である。 上記照明装置の分解斜視図である。 上記照明装置の上面図である。 図3のA―A線矢視断面図である。 上記照明装置の基板取付具の斜視図である。 上記照明装置が搭載される手持ち式機器のハウジングの要部を示す斜視図である。 図6に示すハウジングに上記照明装置が取り付けられた状態を示す斜視図である。 上記照明装置が搭載される手持ち式機器としての電動工具の斜視図である。 上記電動工具の側面断面図である。 図9の破線で囲った部分を拡大して示す図である。
以下、本開示の一側面に係る実施形態(以下、「本実施形態」とも表記する)を、図面に基づいて説明する。
§1 適用例
まず、図1、図2、図3、図6、図8、図9を用いて、本開示の手持ち式機器用照明装置1および該照明装置1を搭載して手持ち式機器の一例について説明する。
照明装置1は、図8、図9に示すように、機器本来の機能を実行する機能実行部としての先端工具101とこれを駆動するモータ103とを備える手持ち式機器としての電動工具100に搭載される。照明装置1は、先端工具101に対応した照射位置を照らす。照明装置1は、電動工具100のハウジング50に取り付けられる。先端工具101としては、ドリルビット、ドライバービット、ソケットビット等がある、交換可能である。
図1〜図3に示すように、照明装置1は、発光体としてのLED3を搭載したLED基板2と、LED基板2が装着され、装着されたLED基板2をハウジング50へ取り付ける基板取付具10とを備える。基板取付具10には、LED基板2に係合し着脱可能に保持する係合保持部11と、LED3からの光を照射位置に照射するレンズ部12とが一体に設けられている。係合保持部11は、LED3の光軸をレンズ部12の光軸に合わせた状態でLED基板2を保持する。レンズ部12は、ハウジング50に形成された照明用開口部51に凹凸嵌合するようになっており、ハウジング50に対する位置決め機能を有する。
このような構成とすることで、照明装置1は、熱による影響を受け難く、照明装置自体の光軸ずれが発生し難く、かつ、発光体基板の不良時等は部品交換による対応が可能となる。さらに、レンズ部12自体をハウジング50との位置決めに用いているので、照明装置1とハウジング50との間の光軸ずれを確実に防止できる。これにより、照明装置自体の光軸ずれも、取り付けられる機器側のハウジングとの間の光軸ずれも共に生じず、部品交換も可能となる。
このような照明装置1は、電動糸鋸、エアー釘打ち機、エアー釘抜き機、エアーカッタなどの電動工具にも搭載できる。電動糸鋸、エアー釘打ち機、エアー釘抜き機、エアーカッタの場合、糸鋸部、エアー釘打ち部、エアー釘抜き部、エアーカッタ部、およびそれらを駆動する駆動部が、電動工具の本来の機能を実行する機能実行部に相当する。また、その他、照明装置1をハンディタイプの掃除機に吸込みノズルの先端を照射するように取り付けてもよい。
照明装置1は、照明装置自体の光軸ずれも、取り付けられる機器側のハウジングとの間の光軸ずれも共に生じないので、振動に強く、電動工具等の振動する手持ち式機器に好適に搭載することができる。また、衝撃にも強いので、建設現場等で用いられる手持ち式機器にも好適に搭載することができる。
§2 構成例
〔実施形態1〕
本実施形態では、図1〜図7を用いて、本開示の手持ち式機器用照明装置の一態様として、発光体にLED素子を用いた照明装置1を例示する。照明装置1は、機器本来の機能を実行する機能実行部を備える手持ち式機器に付加機能として搭載され、機能実行部に対応した照射位置を照らす。
(照明装置1の概略構成)
まずは、本開示の一態様の照明装置1の概略構成を図1、図2を用いて説明する。図1は、本実施形態の照明装置1の外観を示す斜視図である。図2は、照明装置1の分解斜視図である。
図1、図2に示すように、照明装置1は、LED基板(発光体基板)2と、LED基板2が装着され、装着されたLED基板2を後述する手持ち式機器のハウジング50(図6参照)へ取り付ける基板取付具10とを備える。
LED基板2は矩形の平板形状をなし、一方の面にLED(発光体)3が搭載され、他方の面にハーネス55(図7参照)が接続される。
基板取付具10は、係合保持部11、レンズ部12およびネジ固定部18が一体に設けられている。より具体的には、基板取付具10は、透明樹脂からなる樹脂成形品であり、係合保持部11、レンズ部12およびネジ固定部18は一体成形されている。
係合保持部11は、LED基板2に係合して、LED3の光軸をレンズ部12の光軸に合わせた状態で着脱可能に保持するものである。係合保持部11は、後述するスナップフィットでLED基板2と係合(掛止)して係合保持部11に保持する爪部13を有し、爪部は操作片14に設けられている。操作片14も係合保持部11の一部である。
レンズ部12は、LED3からの光が入射する光学系であり、LED3の光を照射位置に照射する光束に変化させる。さらに、レンズ部12は、後述のように、手持ち式機器のハウジング50に形成された照明用開口部51(図7参照)に凹凸嵌合し、照明装置1をハウジング50に対して位置決めする機能も有している。
ネジ固定部18は、基板取付具10を手持ち式機器のハウジング50(図8参照)にネジ53にて固定するため部分でありネジ穴18aが形成されている。
このような基板取付具10に対して、LED基板2は、LED3が搭載されている面をレンズ部12側に向けて、レンズ部12の光軸と直交する一方向から挿入され装着される。本実施形態では、LED基板2は、操作片14の先端側から操作片14の基端側に向かって挿入される。
以降、説明の便宜上、操作片14の先端のある側を照明装置1の上、その反対側を下、レンズ部12がある側を前、その反対側を後、上下方向および前後方向に直交する方向を左右方向、とする。なお、本発明における「挿入方向と平行な方向」が上下方向、「第1方向」が「左右方向」、「第2方向」が「前後方向」に相当する。
(照明装置1の詳細構成)
次に、本開示の一態様の照明装置1のより詳細な構成を図3〜図5を用いて説明する。図3は、照明装置1の上面図である。図4は、図3のA―A線矢視断面図である。図5は、照明装置1の基板取付具10の斜視図である。
図3〜図5に示すように、LED基板2は、操作片14の前面と、レンズ部12の後面との間に形成されたスペースSに保持される。係合保持部11は、スペースSに挿入されたLED基板2の左右方向(挿入方向と直交する第1方向)へのLED基板2の移動を規制する第1規制部としての左右位置決め用凸部15を有している。左右位置決め用凸部15は、スペースSを区画する左右の内壁にそれぞれ形成されている。スペースSに挿入されたLED基板2の左右の端部が左右位置決め用凸部15に当接することで、LED3の光軸とレンズ部12の光軸とが左右方向で一致する。
係合保持部11は、スペースSに挿入されたLED基板2の前後方向(挿入方向と直交する第2方向)へのLED基板2の移動を規制する第2規制部としての、前側規制壁16と操作片14とを有している。前側規制壁16は、スペースSを区画する左右の内壁の前方に、LED基板2の前面の左右の端部が突き当たる壁としてそれぞれ形成されている。操作片14は、前面14aにてLED基板2の後面を前側に付勢するようになっている。操作片14の付勢力にてスペースSに挿入されたLED基板2の前面の左右の端部が前側規制壁16に当接することで、LED3の光軸とレンズ部12の光軸とが平行になる。
さらに、係合保持部11は、スペースSに挿入されたLED基板2の挿入方向前方の端部である下端部が突き当たる前方規制部として、底面17と爪部13とを有する。爪部13は、下端部が底面17に突き当たったLED基板2の挿入方向後方の端部である上端部に係合(掛止)する。爪部13は、LED基板2の上端部に係合(掛止)することで、LED基板2の挿入方向と平行な方向への移動を規制すると共に、LED基板2に係合してLED基板2を保持するものである。スペースSに挿入されたLED基板2の上端部に爪部13が係合することで、LED3の光軸とレンズ部12の光軸とが上下方向で一致する。なお、本実施形態では、左右方向に離れて1対の爪部13を設ける構成を例示しているが、爪部13はもちろん中央の1つであってもよい。
また、スペースSは、LED基板2の挿入方向の寸法よりも浅く形成されており、スペースSに保持された状態で、LED基板2の上部が露出するようになっている。
このような基板取付具10へのLED基板2の装着は、操作片14を付勢力に抗って後方に押してスペースSの上部を前後方向に広げる。そして、広げられたスペースSの上部からLED基板2を挿入し、その後、操作片14を戻してスナップフィットにて爪部13をLED基板2の上端部に係合させる。これにより、LED基板2は、基板取付具10に、LED3の光軸をレンズ部12の光軸に合わせた状態でしっかりと保持される。
基板取付具10からLED基板2を取り外す際は、操作片14を付勢力に抗って後方に押してスペースSの上部を前後方向に広げる。操作片14を後方に押すことで、爪部13も後方に移動し、LED基板2の上端部との係合が解除される。係合が解除されたLED基板2の露出している上部をつまんで、スペースSからLED基板2を取り出す。
このように、照明装置1においては、基板取付具10に対して、LED基板2は容易に着脱できるので、LED基板2やハーネス55(図7参照)の不良時、部品交換にて対応でき、部品交換も容易に行うことができる。
一方、レンズ部12は、光出射方向である前方に凸をなす凸形状の導光部12aを有し、該導光部12aの凸の先端面にレンズ形状12bを有する。図4に示すように、導光部12aの後面に、係合保持部11に保持されたLED基板2のLED3が対向する。後面から導光部12a内部に入射されたLED3の光が、導光部12a内部を伝播してレンズ形状12bを有する先端から出射される。図中、一転鎖線Lにて示すように、係合保持部11に保持されたLED基板2のLED3の光軸とレンズ部の光軸とは一致している。
そして、レンズ部12における凸形状の導光部12aが、上述した手持ち式機器のハウジング50に形成された照明用開口部51(図7参照)に凹凸嵌合する。し、照明装置1をハウジング50に対して位置決めする機能も有している。
(手持ち式機器のハウジング50への取り付け)
次に、本開示の一態様の照明装置1の手持ち式機器のハウジング50への取り付けについて図6、図7を用いて説明する。図6は、照明装置1が搭載される手持ち式機器のハウジング50の要部を示す斜視図である。図7は、図6に示すハウジング50に照明装置1が取り付けられた状態を示す斜視図である。図6、図7において、ハウジング50は要部のみを切り出して示している。
図6に示すように、照明装置1が取り付けられる箇所のハウジング50には、基板取付具10のレンズ部12が凹凸嵌合される照明用開口部51が形成されている。照明用開口部51は、レンズ部12の凸形状の導光部12aが嵌合される穴形状を有する。照明用開口部51は、照明用開口部51に装着されたレンズ部12の光軸の向きが照射位置への光照射に適した向きになるように設計されている。ハウジング50における照明用開口部51の形成部分は、導光部12aと深さが有るように厚肉に形成されている。
また、ハウジング50には、基板取付具10のネジ固定部18と対応する位置にボス部52が設けられている。ボス部52には、ネジ固定部18のネジ穴18aと対応する位置にネジ穴52aが形成されている。本実施形態では、ネジ固定部18およびボス部52は、照明用開口部51又はレンズ部12を挟むように、左右方向に一対設けられている。
図7に示すように、照明装置1は、ハウジング50に形成された照明用開口部51にレンズ部12を嵌合させて装着され、ネジ固定部18およびボス部52を用いてネジ53にて固定される。LED基板2の後面には、制御基板(図示せず)と接続されるハーネス55の一端が接続される。
レンズ部12自体をハウジング50との位置決めとして用いているので、レンズ部12とハウジング50との間での位置ずれを確実に防止することができる。
なお、レンズ部12におけるレンズ形状12bとしては、照射領域を絞った凸面タイプでも、光を拡散させる平面タイプでもよいが、照射領域を絞った凸面タイプの方が光軸ずれによる影響は大きいため、本発明の構成による効果がより発揮される。
〔実施形態2〕
本実施形態では、実施形態1の照明装置1が搭載された手持ち式機器としての電動工具について説明する。なお、説明の便宜上、上記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
図8は、照明装置1が搭載される手持ち式機器としての電動工具100の斜視図である。図9は、電動工具100の側面断面図である。図10は、図9の破線で囲った部分を拡大して示す図である。
図8、図9に示すように、電動工具100は、先端工具101としてドリルビットを有する電動ドリルである。先端工具101は、ドライバービット、ソケットビット等にも交換可能であり、ボルトやナット、ねじの締結にも用いることができる。先端工具101と、先端工具101を駆動するモータ103が、電動工具100の本来の機能を実行する機能実行部に相当する。
電動工具100は、主に、ハウジング50と、モータ103と、制御基板104と、バッテリー(図示せず)とを備える。ハウジング50は、樹脂ハウジングであり、モータ103等が収容される胴体部と、胴体部から延出されるハンドル部とを備えている。胴体部およびハンドル部の内部に収容空間が画成され、モータ103と、制御基板104、および照明装置1が収容されている。
ハウジング50のハンドル部の上部から胴体部にかけて操作部105が設けられている。操作部105を握って内側に押し込む込むことで、モータ103の駆動力が伝達されて先端工具101が回転する。
照明装置1は、ハウジング50における胴体部であって、先端工具101の下方に設けもうけられている。この部分のハウジング50に、図6に示した、照明用開口部51とボス部52とが形成されている。照明用開口部51は、照明用開口部51に装着された照明装置1のレンズ部12から出射された光が、先端工具101の工具先端部を照射できるように設計されている。
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
1 照明装置(手持ち式機器用照明装置)
2 LED基板(発光体基板)
3 LED(発光体)
10 基板取付具
11 係合保持部
12 レンズ部
12a 導光部
12b レンズ形状
13 爪部
14 操作片
14a 前面
15 左右位置決め用凸部
16 前側規制壁
17 底面
18 ネジ固定部
18a、52a ネジ穴
51 照明用開口部
50 ハウジング
52 ボス部
53 ネジ
55 ハーネス
100 電動工具(手持ち式機器)
101 先端工具
103 モータ
104 制御基板
105 操作部

Claims (6)

  1. 機器本来の機能を実行する機能実行部を備える手持ち式機器に搭載され、前記機能実行部に対応した照射位置を照らす手持ち式機器用照明装置であって、
    前記手持ち式機器のハウジングに取り付けられ、
    発光体を搭載した発光体基板と、
    前記発光体基板が装着され、装着された発光体基板を前記ハウジングへ取り付ける基板取付具と、を備え、
    前記基板取付具には、前記発光体基板に係合して着脱可能に保持する係合保持部と、前記発光体からの光が入射するレンズ部とが一体に設けられており、
    前記係合保持部は、前記発光体の光軸を前記レンズ部の光軸に合わせた状態で前記発光体基板を保持し、
    前記レンズ部は、前記ハウジングに形成された照明用開口部に凹凸嵌合し、ハウジングに対する位置決め機能を有する手持ち式機器用照明装置。
  2. 前記レンズ部は、光出射方向に凸をなす凸形状の導光部を有し、該導光部の凸の先端面にレンズ形状を有する請求項1に記載の手持ち式機器用照明装置。
  3. 前記発光体基板は前記係合保持部に対して前記レンズ部の光軸と直交する一方向から挿入されるようになっており、
    前記係合保持部は、
    前記発光体基板の挿入方向と直交する第1方向への前記発光体基板の移動を規制する第1規制部と、
    前記発光体基板の挿入方向と直交する第1方向とは別の第2方向への前記発光体基板の移動を規制する第2規制部と、
    前記発光体基板の挿入方向前方の端部に突き当たる前方規制部と、
    前記前方規制部に端部が突き当たって状態の前記発光体基板の挿入方向後方の端部に係合して、前記発光体基板の挿入方向と平行な方向への移動を規制する爪部と、を有する手持ち式機器用照明装置。
  4. 前記爪部は、スナップフィットにて前記発光体基板の端部に係合する請求項3に記載の手持ち式機器用照明装置。
  5. 機器本来の機能を実行する機能実行部と、
    前記機能実行部を保持するハウジングと、
    前記ハウジングに取り付けられ、前記機能実行部に応じた照射位置に照射する照明装置と、を備え、
    前記照明装置が、請求項1から4の何れか1項に記載の手持ち式機器用照明装置であり、
    前記ハウジングに前記レンズ部が凹凸嵌合される照明用開口部を備える手持ち式機器。
  6. 前記機能実行部が、
    先端工具と該先端工具を駆動するモータとを備える請求項5に記載の手持ち式機器。


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