以下、図面を参照して本発明の実施の形態(以下、実施形態という)について詳細に説明する。
図1(a)は、本実施形態に係る照明装置10の正面図であり、図1(b)は、本実施形態に係る照明装置10の下面図である。照明装置10は、灯具12、駆動ユニット14、および支持ユニット16を有する。支持ユニット16は、例えば天井など下方に向いている面に固定される。支持ユニット16は、駆動ユニット14を支持する。駆動ユニット14は、灯具12の外部に配置され、灯具12を支持するとともに光の照射方向を変えるよう灯具12の向きを変更可能に設けられている。
灯具12は、同一の取付面に配置された複数のLED(Light Emitting Diode)光源18を有する。複数のLED光源18は、各々の光軸が取付面に対し垂直に向くよう配置されている。本実施形態では、複数のLED光源18の各々は白色光を発するよう設けられている。なお、LED光源18を有する灯具12は公知であるため、その構成に関する詳細な説明は省略する。
なお、LED光源18が他の色を発するよう設けられていてもよい。例えば、複数のLED光源18に、加法混色によって白色光を照射できるよう。青色光を発するLED光源18、緑色光を発するLED光源18、および赤色光を発するLED光源18が含まれていてもよい。さらに、各々のLED光源18が個別に点灯および消灯できるよう設けられていてもよい。これにより、灯具12によって様々な色の光を照射することが可能となる。
図2は、駆動ユニット14のカバーを取り外したときの本実施形態に係る照明装置10の正面図である。駆動ユニット14は、第1回転機構20および第2回転機構22を有する。第2回転機構22は、灯具12を支持すると共に、灯具12に外部に延在し且つ灯具12光軸と垂直な第2軸A2を中心に灯具12を回転させるよう設けられる。本実施形態では、第2軸A2は、灯具12の外面のうちの側面、すなわち灯具12の光照射面とその反対側の面との間の外面より灯具12の光軸から離れて水平方向延在している。
例えば第2回転機構22が、灯具12を通過する軸を中心に灯具12を回転させるよう設けられている場合、灯具12が第2回転機構22に干渉せずに回転可能な角度の範囲を大きくとることは難しくなる。このような第2軸A2を中心に灯具12を回転させることにより、灯具12の回転可能角度を大きくとることができる。このため、灯具12による光の照射位置を上下方向に広く変化させることができる。
第1回転機構20は、鉛直方向に延在する第1軸A1を中心に第2回転機構22を回転させることにより、第1軸A1を中心に灯具12を回転させる。これにより、灯具12による光の照射位置を水平方向に変化させることができる。本実施形態では、第1回転機構20は、後述するように灯具12を360度回転させることができるよう構成されており、光の照射可能範囲の中で水平方向において死角となる領域の発生を回避している。
なお、第1回転機構20は、鉛直以外の所定方向に延在する軸を中心に灯具12を回転させてもよい。また、第2回転機構22は、水平以外の所定方向に延在する軸を中心に灯具12を回転させてもよい。さらに、第1回転機構20が灯具12を回転させる軸と第2回転機構22が灯具12を回転させる軸とは直交していなくてもよく、非平行な所定角度を互いになしていてもよい。
図3(a)〜図3(c)は、本実施形態に係る第1回転機構20の構成を示す図である。図3(a)は、第1回転機構20の下面図である。図3(b)は、図3(a)の視点Pから第1回転機構20を見た図である。図3(c)は、図3(a)におけるQ−Q断面図である。以下、図3(a)〜図3(c)に関連して第1回転機構20の構成について詳細に説明する。
第1回転機構20は、支持ユニット40、第1モータ46、伝達機構52、第1リミット検知ユニット70を有する。支持ユニット40は、支持プレート42および4本のスペーサ44を有する。スペーサ44は、支持ユニット16との間に間隔が設けられるよう支持プレート42を支持する。アクチュエータである第1モータ46は、支持プレート42の下面にモータ支持部材48を介して固定されている。第1モータ46の回転軸にはウォームギヤ50が取り付けられ、ギヤ支持部材49によって支持されている。
伝達機構52は、シャフト54、ギヤ56、およびブロック58を有する。シャフト54は、支持プレート42から鉛直下方に伸びるよう支持プレート42に支持される。ギヤ56は、回転可能にシャフト54に取り付けられている。ブロック58もまた、回転可能にシャフト54に取り付けられている。このシャフト54の中心軸が第1軸A1となる。ブロック58は、プランジャ90によってギヤ56との相対的な回転が規制されている。このためブロック58は、通常はギヤ56と共に一体的に第1軸A1を中心に回転する。
ギヤ56はウォームギヤ50と噛合している。このため、第1モータ46が作動することによりギヤ56が回転し、これと共にブロック58も回転する。ブロック58には、第2回転機構22が取り付けられる。このため、第1モータ46を作動させることにより、第2回転機構22を介して第1軸A1を中心に灯具12を回転させることができる。
第1リミット検知ユニット70は、ピン72、レバー74、第1スイッチ76、第2スイッチ78、第1エンドピン80、第2エンドピン82、コイルスプリング84、ピン86、およびブラケット88を有する。ピン72(第1部材)は、水平方向に伸びるようブロック58の側面に取り付けられている。上述のようにブロック58は、第2回転機構22を介して灯具12と共に第1軸A1を中心に回転する。したがってピン72は、灯具12の第1軸A1を中心とした回転と連動する。
レバー74(第2部材)は、突出部74a、円環部74b、および先端部74cを有する。円環部74bは、第1軸A1を中心に回転可能となるよう、ギヤ56と支持プレート42との間に取り付けられる。先端部74cは、円環部74bから径外向きに突出するよう形成される。突出部74aは、先端部74cの略中央から下方に突出するよう形成される。具体的には、突出部74aは、第1モータ46が作動してブロック58が回転したときに、ピン72に当接する位置に配置される。
ピン86は、下方に延在するよう支持プレート42の下面に取り付けられる。ピン86の先端にはコイルスプリング84の一端が掛けられる。コイルスプリング84の他端は、レバー74のうち突出部74aより径外側の部分に取り付けられる。コイルスプリング84は、レバー74に引っ張り力を与える。このため、レバー74は、通常はピン86に向かって延在するよう位置する。以下、このときのレバー74の位置を「初期位置」という。また、図3において時計回りを「第1回転方向R1」、反時計回りを「第2回転方向R2」として説明する。
第1スイッチ76および第2スイッチ78は、ブラケット88を介して支持プレート42に支持される。第1スイッチ76は、レバー74が初期位置から第1回転方向R1に所定角度回転したときに先端部74cによって押されてオンされる位置に配置される。以下、第1スイッチ76をオンするときのレバー74の位置を「第1位置」という。第2スイッチ78は、レバー74が初期位置から第2回転方向R2に所定角度回転したときに先端部74cによって押されてオンされる位置に配置される。以下、第2スイッチ78をオンするときのレバー74の位置を「第2位置」という。
第1エンドピン80は、レバー74の先端部74cが第1スイッチ76に当接後、さらにレバー74が第1回転方向R1に回転したときにレバー74に当接するよう配置されている。第1エンドピン80は、レバー74の第1回転方向R1への回転を規制する回転規制部材として機能する。第2エンドピン82は、レバー74の先端部74cが第2スイッチ78に当接後、さらにレバー74が第2回転方向R2に回転したときにレバー74に当接するよう配置されている。第2エンドピン82は、レバー74の第2回転方向R2への回転を規制する回転規制部材として機能する。
なお、本実施形態に係る第1回転機構20は、手動で第1軸A1を中心に灯具12を回転させることが可能となっている。具体的には、灯具12に対し規定値以上のトルクが第1回転方向R1または第2回転方向R2に与えられたときに、プランジャ90はブロック58とギヤ56との間の相対的な固定を解除する。これによりブロック58とギヤ56との間に互いに差動が与えられ、伝達機構52による第1モータ46から灯具12への駆動力の伝達が解除される。このようにプランジャ90は、クラッチとして機能する。このようにブロック58とギヤ56との間に互いに差動が発生した場合においても、ピン72の回転と第1軸A1を中心とした灯具12の回転との連動は維持される。
このように伝達機構52は、第1軸A1を中心として規定値以上のトルクが灯具12に与えられたとき、第1モータ46の作動が停止しているときであっても、ピン72との連動を維持しつつ当該トルクにより灯具12が第1軸A1を中心として回転されるよう設けられている。これにより、ユーザが灯具12を第1軸A1を中心に手動で回した場合も、その後、第1モータ46によって灯具12を回転駆動させるときに、灯具12を第1終端位置または第2終端位置に適切に停止させることができる。
図4(a)〜図4(c)は、本実施形態に係る第1リミット検知ユニット70の動作を表す図である。本実施形態に係る灯具12は、第1軸A1を中心に360度回転可能に構成されている。以下、この回転可能範囲の中で、第1回転方向R1の終端位置を「第1終端位置」とし、第2回転方向R2の終端位置を「第2終端位置」という。なお、灯具12の第1軸A1を中心とした回転可能角度が360度に限られないことは勿論であり、例えば360度より大きい所定角度であってもよく、360度より小さい所定角度であってもよい。
レバー74は、灯具12が第1回転方向R1に回転したときに灯具12が第1終端位置に達する前にピン72と当接するよう配置されている。レバー74は、突出部74aがピン72に当接した後さらに灯具12が第1回転方向R1に回転して第1終端位置に達したときに、突出部74aがピン72に押されて、図4(a)に示す第1位置まで移動する。第1スイッチ76は、オンされたときにレバー74が第1位置に達したことを検知し、灯具12が第1終端位置に達したことを検知する。
図4(b)は、図4(a)に示す状態から灯具12が第2回転方向R2に移動したときの第1リミット検知ユニット70を示している。灯具12が第1終端位置にあるときから第2回転方向R2に回転すると、レバー74が初期位置に達するまではピン72はレバー74の突出部74aに当接したまま共に第2回転方向R2に回転する。レバー74が初期位置に達した後さらに第1モータ46を作動させて灯具12が第2回転方向R2に回転すると、ピン72はレバー74の突出部74aから離れて回転し、レバー74は初期位置に維持される。
レバー74は、灯具12が第2回転方向R2に回転したときに灯具12が第2終端位置に達する前にピン72と当接するよう配置されている。レバー74は、突出部74aがピン72に当接した後さらに灯具12が第2回転方向R2に回転して第2終端位置に達したときに、突出部74aがピン72に押されて、図4(c)に示す第2位置まで移動する。第2スイッチ78は、オンされたときにレバー74が第2位置に達したことを検知し、灯具12が第2終端位置に達したことを検知する。
照明装置10は、後述する電子制御部(図示せず)を有する。電子制御部は、各種演算処理を実行するCPU、各種制御プログラムを格納するROM、データ格納やプログラム実行のためのワークエリアとして利用されるRAMなどのハードウェア、およびこれらのハードウェアを用いて実行されるソフトウェアによって構成されている。電子制御部は第1モータ46に接続されており、第1モータ46に駆動信号を与えることにより第1モータ46の作動を制御する。電子制御部は、第1スイッチ76または第2スイッチ78がオンにされたとき、第1モータ46の作動を停止させる。これにより、灯具12を第1終端位置または第2終端位置で適切に停止させることができる。
図5は、本実施形態に係る第2回転機構22の正面図である。第2回転機構22は、第2モータ100、ウォームギヤ102、伝達機構110、支持部材112、および第2リミット検知ユニット114を有する。
アクチュエータである第2モータ100の回転軸には、ウォームギヤ102が取り付けられている。支持部材112は第2軸A2を中心に回転可能に設けられている。この支持部材112の先端に灯具12が取り付けられる。伝達機構110は、第2モータ100が作動したときのウォームギヤ102の回転運動を支持部材112の回転動作に変換する。支持部材112には灯具12が取り付けられるため、伝達機構110は、第2モータ100の駆動力を灯具12に伝達して灯具12を回転させる。
第2リミット検知ユニット114は、被検知部材116、第3スイッチ118、および第4スイッチ120を有する。支持ユニット16は略三角形状に形成されており、一端周辺を中心に回転可能に設けられている。被検知部材116は、支持部材112の第2軸A2回りの回転に連動するよう設けられている。具体的には、被検知部材116は、第2軸A2を中心とした支持部材112の図5における時計回り(以下「第3回転方向R3」という)の回転に連動して反時計回りに回転し、第2軸A2を中心とした支持部材112の図5における反時計回り(以下「第4回転方向R4」という)の回転に連動して時計回りに回転する。
第3スイッチ118は、被検知部材116が図5における反時計回りに回転して所定位置に達したときに、被検知部材116に押されてオンされるよう配置されている。このときの第2軸A2を中心とする灯具12の回転方向の位置を「第3終端位置」とする。このように被検知部材116は、灯具12の第3回転方向R3方向の回転と連動し、灯具12が第3回転方向R3に回転して第3終端位置に達したときに第3スイッチ118によって検知されるよう設けられている。
第4スイッチ120は、被検知部材116が図5における時計回りに回転して所定位置に達したときに、被検知部材116に押されてオンされるよう配置されている。このときの第2軸A2を中心とする灯具12の回転方向の位置を「第4終端位置」とする。このように被検知部材116は、灯具12の第4回転方向R4の回転と連動し、灯具12が第4回転方向R4に回転して第4終端位置に達したときに第3スイッチ118によって検知されるよう設けられている。
図6は、第2回転機構22の図5におけるR−R断面図である。伝達機構110は、第1シャフト134、中央ギヤ136、ギヤ138、ギヤ140、第2シャフト142、ギヤ144、ギヤ146、およびボールプランジャ148を有する。第2回転機構22は、それぞれ細長く形成されたプレート130およびプレート132を有し、互いに対向し且つ上下方向に延在するよう配置される。
プレート130、132は、第1シャフト134が挿入される挿入孔をそれぞれ有し、第1シャフト134は、プレート130、132の各々の挿入孔に挿入され固定される。プレート130とプレート132との間隔部において、第1シャフト134には中央ギヤ136が第1シャフト134に取り付けられ、第1シャフト134の両側にそれぞれギヤ138およびギヤ140が同じく第1シャフト134に取り付けられている。
ギヤ140と第1シャフト134は、一体的に回転するようピン(図示せず)によって互いに固定されているが、中央ギヤ136とギヤ140は第1シャフト134に固定されておらず、第1シャフト134に対して相対的に回転可能となっている。ギヤ138と中央ギヤ136とは、一体的に回転するようスペーサ141によって互いに固定されている。
中央ギヤ136が第1シャフト134に取り付けられたとき、中央ギヤ136は、ウォームギヤ102に噛合する。このため第2モータ100が作動したときはウォームギヤ102を介して中央ギヤ136が駆動され、これに伴いギヤ138およびギヤ140が回転する。
プレート130、132は、第2シャフト142が挿入される挿入孔もそれぞれ有し、第2シャフト142は、プレート130、132の各々の挿入孔に挿入され固定される。プレート130とプレート132との間隔部において、ギヤ144およびギヤ146がブッシュ147を介して第2シャフト142に取り付けられる。このときギヤ144とギヤ138とが噛合し、ギヤ146とギヤ140とが噛合する。ギヤ144とギヤ146との間には支持部材112が配置される。
ここで、ギヤ146と支持部材112とは、共に一体的に回転するようピン(図示せず)によって互いに固定されている。一方、ギヤ144と支持部材112とは、ボールプランジャ148によって互いに固定されている。このためギヤ144と支持部材112とは、通常は共に一体的に回転する。以上より、第2モータ100が作動することにより伝達機構110を介して支持部材112が第2軸A2を中心に回転し、支持部材112に固定された灯具12が同じく第2軸A2を中心に回転する。
電子制御部は第2モータ100にも接続されており、第2モータ100に駆動信号を与えることにより第2モータ100の作動を制御する。電子制御部は、第3スイッチ118または第4スイッチ120がオンにされたとき、第2モータ100の作動を停止させる。これにより、灯具12を第3終端位置または第4終端位置で適切に停止させることができる。
第2回転機構22もまた、手動で第2軸A2を中心に灯具12を回転させることが可能となっている。具体的には、灯具12に対し規定値以上のトルクが第3回転方向R3または第4回転方向R4に与えられたときに、ボールプランジャ148はギヤ144と支持部材112との間の相対的な固定を解除する。これによりギヤ144と支持部材112との間に互いに差動が与えられ、伝達機構110による第1モータ46から灯具12への駆動力の伝達が解除される。したがってボールプランジャ148は、クラッチとして機能する。一方、支持部材112とギヤ146とは固定されているため、支持部材112が回転するとともにギヤ146が回転し、ギヤ146に噛合するギヤ140も回転する。上述のようにギヤ140と第1シャフト134は固定されているため、ギヤ140と共に第1シャフト134も回転し、被検知部材116が連動する。
このように伝達機構110は、第2軸A2を中心として規定値以上のトルクが灯具12に与えられたとき、第2モータ100の作動が停止しているときであっても、被検知部材116との連動を維持しつつ当該トルクにより灯具12が第2軸A2を中心として回転されるよう設けられている。これにより、ユーザが灯具12を第2軸A2を中心に手動で回した場合も、その後、第2モータ100によって灯具12を回転駆動させるときに、灯具12を第3終端位置および第4終端位置に適切に停止させることができる。
なお、支持部材112にはピン(図示せず)が取り付けられており、プレート132には、灯具12が第3終端位置を超えて第3回転方向R3に手動で回転された場合にそのピンに当接する第1ストッパ(図示せず)部が設けられている。また、灯具12が第4終端位置を超えて第4回転方向R4に手動で回転された場合にそのピンに当接する第2ストッパ(図示せず)部が設けられている。これにより、灯具12が手動で第2軸A2を中心に回転された場合においても、その可動範囲を規制している。
図7は、本実施形態に係る照明装置10の構成を模式的に示す機能ブロック図である。図7において電子制御部180は、CPU、ROM、RAMなどのハードウェア、およびソフトウェアの連携によって実現される機能ブロックが描かれている。したがって、これらの機能ブロックはハードウェアおよびソフトウェアの組合せによって様々な形で実現することができる。
電子制御部180は、受信部182、操作信号取得部184、点灯制御部186、および照射方向制御部188を有する。受信部182は、リモコン170から発せられた無線による信号を受信する。操作信号取得部184は、受信部182を介してリモコン170から受信したユーザによる照明装置10への様々な制御要求を取得する。
リモコン170は、灯具12の点灯、消灯、および点灯時の明るさを入力可能に設けられている。灯具12の点灯、消灯、または点灯時の明るさがユーザによってリモコン170に入力された場合、操作信号取得部184は、受信部182を介して点灯要求、消灯要求、または調光要求を取得する。電子制御部180は、灯具12における複数のLED光源18の点灯も制御可能に設けられている。
点灯要求が取得された場合、点灯制御部186は、LED光源18への電力の供給を開始させて灯具12を点灯させる。消灯要求が取得された場合、点灯制御部186は、LED光源18への電力の供給を停止させて灯具12を消灯させる。調光要求が取得された場合、点灯制御部186は、調光要求に応じた明るさとなるよう、複数のLED光源18のうち一部を点灯または消灯させて灯具12からの光量を調整する。なお、点灯制御部186は、調光要求に応じた明るさとなるよう、複数のLED光源18の各々に供給する電力を調整して複数のLED光源18の各々の光量を調整してもよい。
リモコン170は、灯具12による光の照射方向も入力可能に設けられている。具体的には、リモコン170は、第1回転方向R1〜第4回転方向R4の各々への灯具12の回転要求を入力可能に設けられている。操作信号取得部184は、受信部182を介して第1回転方向R1〜第4回転方向R4の各々への灯具12の回転要求を取得する。
第1回転方向R1または第2回転方向R2への灯具12の回転要求が取得された場合、照射方向制御部188は、第1モータ46を作動させて灯具12を第1軸A1を中心に第1回転方向R1または第2回転方向R2に回転させる。このとき第1スイッチ76または第2スイッチ78がオンされた場合、照射方向制御部188は第1モータ46の作動を停止させ、灯具12が第1終端位置または第2終端位置を超えて回転することを回避する。
第3回転方向R3または第4回転方向R4への灯具12の回転要求が取得された場合、照射方向制御部188は、第2モータ100を作動させて第2軸A2を中心に灯具12を第3回転方向R3または第4回転方向R4に回転させる。このとき第3スイッチ118または第4スイッチ120がオンされた場合、照射方向制御部188は第2モータ100の作動を停止させ、灯具12が第3終端位置または第4終端位置を超えて回転することを回避する。
なお、上述のようにLED光源18が様々な色を発するよう設けられていている場合、リモコン170は、灯具12による発光する色が入力可能に設けられていてもよい。この場合、操作信号取得部184は、受信部182を介してこの色要求を取得する。例えば複数のLED光源18に、加法混色によって白色光を照射できるよう。青色光を発するLED光源18、緑色光を発するLED光源18、および赤色光を発するLED光源18が含まれている場合、照射方向制御部188は、色要求に応じた色の光が灯具12から照射されるよう、青色光を発するLED光源18、緑色光を発するLED光源18、および赤色光を発するLED光源18の各々のを点灯または消灯させる。なお、点灯制御部186は、色要求に応じた色の光が灯具12から照射されるよう、LED光源18の各々に供給する電力を調整して各色の光量を調整してもよい。これにより、リモコン170を用いて灯具12から照射される光の色を変えることが可能となる。
本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本実施形態の各要素を適宜組み合わせたものも、本発明の実施形態として有効である。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を本実施形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうる。