TWI382137B - 可調式燈架以及可調式檯燈 - Google Patents

Description

可調式燈架以及可調式檯燈

本發明係關於一種可調式燈架以及可調式檯燈，並且特別地，本發明係關於一種可減少內部元件數量以有效降低成本之可調式燈架以及可調式檯燈。

桌上型檯燈係廣泛應用於各種場合，是一種相當普及的發光裝置。例如，一般家庭、公司行號、各級研究單位、政府及國家機構以及其他場合均會應用到桌上型檯燈。

由於使用者於桌面上作業時可能會需要不同角度之光源，或者根據使用者對光源之敏感度以及舒適度，桌上型檯燈普遍具有可調整高度以及照射角度之燈架，以使桌上型檯燈之發光源能依照使用者所需之高度以及角度進行光源提供。

習知的可調式燈架，通常以兩個支架以及底座互相樞接而成，舉例而言，與發光源連接之第一支架可樞接第二支架之一端，並且第二支架之另一端再樞接到底座。由於使用者需要穩定的光源，因此當可調式燈架調整到定位後必須能固定在此態勢上而提供穩定光源。

於實務中，發光源以及上述燈架本身均有一定重量，因此，可調式燈架上必須具有足夠的支撐力以支撐上述重量。於先前技術中，提供支撐力一般包含有兩種方法，其中之一係利用支架與支架間或支架與底座間之連接結構的摩擦力來提供支撐力。舉例而言，上述第一支架與第二支架間以一第一樞接軸樞接，並且第二支架與底座間以一第二樞接軸樞接。第一樞接軸可緊密地鄰接第一支架以及第二支架，以提供較大的摩擦力至兩支架上，因此，當此可調式檯燈調整角度時，連接發光源的第一支架可透過此摩擦力而被第二支架支撐，進而固定於一態勢。同理，底座亦可透過第二樞軸所提供之摩擦力支撐第二支架以及連接發光源的第一支架，使其固定於一態勢。

另一種方法係以彈簧連接兩支架以提供支撐力。舉例而言，上述第一支架以及第二支架間以一第一樞接軸樞接，一第一彈簧之兩端固定於第一支架以及第二支架上，並且第一彈簧本身鄰靠在第一樞接軸上。當第一支架相對於第一樞接軸轉動時，第一彈簧會被拉伸或壓縮而提供一彈性恢復力，此彈性恢復力即可支撐第一支架以及發光源。同理，第二支架以及底座間也可設置第二彈簧提供彈性恢復力以支撐第一支架、第二支架以及發光源。

上述以摩擦力支撐可調式燈架之方法，需提供較大的磨擦力，使用者調整時需要用較大的力量去調整支架，對於使用者而言，使用上較不便。另外，於每一支架樞接處設置彈簧，會有一些角度無法調整，仍需較大的磨擦力來做支架調整。

因此，本發明之一範疇在於提供一種可調式燈架以及可調式檯燈，會隨著支架之角度變化而自動調整力矩，以減少磨擦力的需求，用以解決上述問題。

根據本發明之一具體實施例，可調式檯燈具有光源、第一支架、主支架、第一轉動件、底座、第二轉動件、彈性元件以及纜繩。第一支架連接光源，主支架則利用第一樞軸樞接第一支架，並且第一轉動件與第一樞軸具有相同的轉動中心。底座係利用第二樞軸樞接主支架，第二轉動件則設置於底座上。

此外，纜繩的第一端固定於第一支架上，並且第二端固定於第二轉動件之第一位置上，此外，纜繩分別環繞第一轉動件以及第二轉動件之外緣。彈性元件一端可固定於第二轉動件之第二位置上，另一端則可固定於第二底座上。

於本具體實施例中，第一支架可於一角度範圍中轉動，並且第一轉動件可隨第一支架轉動。由於纜繩之一端固定於第一支架且另一端固定於第二轉動件之第一位置，並且其分別環繞第一轉動件以及第二轉動件之外緣，因此，第二轉動件藉由纜繩可同時隨第一轉動件而轉動。當第二轉動件轉動時會使彈性元件拉伸或壓縮，彈性元件即可相對第二轉動件之中心產生一力矩，此力矩可透過纜繩提供拉力致使第一支架平衡於一角度。

根據另一具體實施例，上述第二轉動件可包含分別設置於底座上並互相咬合之第一齒輪以及第二齒輪。纜繩之第二端可固定於第一齒輪上，並且彈性元件之一端固定於第二齒輪。當第一支架轉動時，該第一齒輪藉由纜繩隨第一支架轉動，第二齒輪則可相對於第一齒輪轉動致使彈性元件拉伸或壓縮而提供一恢復力。此恢復力透過第二齒輪、第一齒輪以及纜繩提供至第一支架，致使第一支架平衡於一角度。

關於本發明之優點與精神可以藉由以下的發明詳述及所附圖式得到進一步的瞭解。

請參閱圖一以及圖二，圖一係繪示根據本發明之一具體實施例之可調式檯燈1的示意圖，圖二則繪示圖一之可調式檯燈1的爆炸圖。如圖一以及圖二所示，可調式檯燈1包含光源10以及可調式燈架12。可調式燈架12則包含第一支架120、主支架122以及底座124，其中，光源10連接第一支架120，第一支架120利用第一樞軸1200樞接主支架122，主支架122則利用第二樞軸1220樞接底座124。

於本具體實施例中，可調式燈架12進一步包含第一轉動件1260、第二轉動件1262、纜繩1264以及彈性元件1266。第一轉動件1260係與第一樞軸1200具有相同的轉動中心，並且第一轉動件1260可隨第一支架120而轉動。換言之，若第一支架120相對於第一樞軸1200順時針轉動一角度，則第一轉動件1260亦順時針轉動該角度。

第二轉動件1262係設置於底座124之上，並可於底座124上轉動。纜繩1264係設置於主支架122旁，其兩端分別固定於第一支架120以及第二轉動件1262上之一第一位置Y。請注意，纜繩1264一端固定於第一支架上之位置，於實務中係根據使用者或設計者需求而定，而非限定於本具體實施例之位置。此外，纜繩1264分別環繞第一轉動件1260以及第二轉動件1262之外緣，如圖一所示。彈性元件1266一端固定於第二轉動件1262上之第二位置Z並且另一端固定於底座124之上。

於本具體實施例中，第一支架120可在一角度範圍中轉動，此角度範圍於實務中可根據使用者或設計者需求而定，一般而言，此角度範圍相對於主支架122可為0°至180°。當使用者控制第一支架120使其朝第一方向D(順時針)轉動時，第一轉動件1260會隨第一支架120朝第一方向D轉動。由於纜繩1264之一端固定於第一支架120並且其本體環繞第一轉動件1260，因此，纜繩1264亦會隨著第一支架120以及第一轉動件1260之轉動而被拉動。

當上述纜繩1264因第一支架120以及第一轉動件1260轉動而被拉動時，將會拉動第二轉動件1262隨第一轉動件1260轉動。於本具體實施例中，由於纜繩1264環繞第二轉動件1262之外緣，並且由於第一轉動件1260之轉動半徑大致上與第二轉動件1262之轉動半徑大致上相同，因此第二轉動件1262亦會朝第一方向D轉動與第一轉動件1260大體上相同之轉動角度。

當第二轉動件1262轉動時，一端固定於第二位置Z之彈性元件1266會被拉伸或壓縮而產生彈性恢復力，此彈性恢復力則會透過纜繩1264於第一轉動件1260上形成第一力矩。第一支架120與光源14之重量會於第一轉動件1260上形成第二力矩，第一力矩以及第二力矩之大小會根據第一支架所轉動之角度而有所不同。由於第一力矩與第二力矩方向相反，因此當第一支架轉動至一角度並且第一力矩大體上相同於第二力矩時，第一支架120可平衡於此角度。

更進一步地說，當第二轉動件1262隨著第一轉動件1260轉動時，彈性元件1266所產生之彈性恢復力會在第二轉動件1262上形成第三力矩，此第三力矩會在纜繩1264上產生拉力，並且此拉力透過纜繩1264於第一轉動件1260上產生與第二力矩方向相反之第一力矩。於實務中，當第一力矩大於第二力矩或第二力矩大於第一力矩時時，第一支架120不處於平衡狀態，因此第一支架120會朝向第一力矩及第二力矩中較大者之方向轉動，進而到達下一平衡點。

於實務中，上述平衡點之設置方法可包含下列步驟：於可調式檯燈設計時，預先計算第一支架以及光源於第一支架可轉動之角度範圍內之各角度所造成的第二力矩，接著，設計彈性元件使其造成之第一力矩於平衡點上等同第二力矩之大小。除了彈性元件之外，在第二轉動件上增加阻擋結構以阻擋第二轉動件轉動，亦可提供第一力矩至第一轉動件而形成平衡點。

請參閱圖三，圖三係繪示根據本發明之另一具體實施例之可調式檯燈2的示意圖。如圖三所示，可調式檯燈2之第二轉動件2262進一步包含第一齒輪2280以及第二齒輪2282分別固定於底座224上，其中第一齒輪2280以及第二齒輪2282互相咬合。第二轉動件2262之第一位置Y係位於第一齒輪2280上並且第二位置Z係位於第二齒輪2282之上，亦即，纜繩2264之一端固定於第一齒輪2280之上並且彈性元件2266之一端固定於第二齒輪2282之上。請注意，本具體實施例之可調式檯燈2中的其他單元係與上一具體實施例相對應之單元大體上相同，故於此不再贅述。

當第一轉動件2260隨第一支架220朝第一方向D(順時針)轉動時，纜繩2264帶動第一齒輪2280順時針轉動，並且由於第二齒輪2282咬合第一尺輪2280，因此第二齒輪2282會相對於第一齒輪2280朝相反於第一方向D之方向(逆時針)轉動。第二齒輪2282轉動導致連接至第二位置Z之彈性元件2266拉伸或壓縮，進而產生彈性恢復力。彈性元件2266所產生之彈性恢復力透過第二齒輪2282、第一齒輪2280以及纜繩2264於第一轉動件2260上形成第一力矩以支撐第一支架220以及光源20。

於本具體實施例中，第一齒輪2280以及第二齒輪2280係設置於底座224之上。然而於實務中，其設置位置可根據使用者或設計者需求而定，並不限於本具體實施例。舉例而言，第一齒輪可設置於主支架上並且第二齒輪設置於底座上，因此可將底座與主支架分別模組化，進而便於本發明之可調式燈架或可調式之組裝。

請參閱圖四，圖四係繪示根據本發明之另一具體實施例之可調式檯燈3的示意圖。如圖四所示，可調式檯燈3之可調式燈架32進一步包含第三轉動件3268，第三轉動件3268則與主支架322及底座間之第二樞軸(未繪示於圖四)具有相同之轉動中心，當主支架322轉動時，第三轉動件3268隨主支架322朝同一方向轉動。於本具體實施例中，纜繩3264環繞第三轉動件3268，因此纜繩3264兩端間之本體隨著主支架322轉動，而大體上與主支架322維持一相對位置。

相較於前案，本發明之可調式燈架以及可調式檯燈係利用彈性元件提供支撐力至燈架及發光源重量，減少磨擦力的需求，讓使用者可以輕易(省力)地調整支架。此外，由於本發明之可調式燈架僅以一個彈性元件以及纜繩支撐燈架，並不需在各支架樞接處設置彈性元件，因此可降低可調式燈架以及可調式檯燈的生產成本。

藉由以上較佳具體實施例之詳，係希望能更加清楚描述本發明之特徵與精神，而並非以上述所揭露的較佳具體實施例來對本發明之範疇加以限制。相反地，其目的是希望能涵蓋各種改變及具相等性的安排於本發明所欲申請之專利範圍的範疇內。因此，本發明所申請之專利範圍的範疇應該根據上述的說明作最寬廣的解釋，以致使其涵蓋所有可能的改變以及具相等性的安排。

1、2、3．．．可調式檯燈

10、20、30．．．光源

12、22、32．．．可調式燈架

120、220、320．．．第一支架

122、222、322．．．主支架

124、224、324．．．底座

1200．．．第一樞軸

1220．．．第二樞軸

1260、2260、3260．．．第一轉動件

1262、2262、3262．．．第二轉動件

1264、2264、3264．．．纜繩

1266、2266、3266．．．彈性元件

D．．．第一方向

Y．．．第一位置

Z‧‧‧第二位置

2280‧‧‧第一齒輪

2282‧‧‧第二齒輪

3268‧‧‧第三轉動件

圖一係繪示根據本發明之一具體實施例之可調式檯燈的示意圖。

圖二則繪示圖一之可調式檯燈之爆炸圖。

圖三係繪示根據本發明之另一具體實施例之可調式檯燈的示意圖。

圖四係繪示根據本發明之另一具體實施例之可調式檯燈的示意圖。

1．．．可調式檯燈

10．．．光源

12．．．可調式燈架

120．．．第一支架

122．．．主支架

124．．．底座

1260．．．第一轉動件

1262．．．第二轉動件

1264．．．纜繩

1266．．．彈性元件

D．．．第一方向

Y．．．第一位置

Z．．．第二位置

Claims (13)

1. 一種可調式檯燈，包含：一第一支架，連接一光源；一主支架，利用一第一樞軸與該第一支架樞接；一第一轉動件，該第一轉動件與該第一樞軸與具有相同之轉動中心；一底座，利用一第二樞軸與該主支架樞接；一第二轉動件，設置於該底座上，該第二轉動件具有一第一位置及一第二位置；一纜繩，具有一第一端及一第二端，該第一端固定於該第一支架，該第二端固定於該第一位置，且該纜繩分別環繞該第一轉動件及該第二轉動件之外緣；以及一彈性元件，一端固定於該第二位置，另一端固定於該底座上；其中，該第一支架可於一角度範圍內轉動，該角度範圍在0度~180度之間，該第一轉動件隨著該第一支架轉動，該第二轉動件隨著該第一轉動件轉動，該彈性元件透過該纜繩對該第一轉動件產生一第一力矩，該第一力矩支撐該第一支架致使該第一支架平衡於一特定角度。
2. 如申請專利範圍第1項所述之可調式檯燈，其中該第一轉動件具有一第一轉動半徑，該第二轉動件具有一第二轉動半徑，該第一轉動半徑大致等於該第二轉動半徑。
3. 如申請專利範圍第2項所述之可調式檯燈，其中當該第一轉動件轉動一第一角度時，該第二轉動件轉動一第二角度，該第一角度大致等於該第二角度。
4. 如申請專利範圍第1項所述之可調式檯燈，其中該第一支架及該光源之重量對該第一轉動件產生一第二力矩，該第二力矩大致等於該第一力矩。
5. 如申請專利範圍第1項所述之可調式檯燈，其中當該第一支架平衡於一水平線上時，該第一力矩達到一最大值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之可調式檯燈，其中該第二轉動件進一步包含：一第一齒輪，固定於該底座，該第一位置係位於該第一齒輪上；以及一第二齒輪，固定於該底座並咬合該第一齒輪，該第二位置係位於該第二齒輪上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之可調式檯燈，進一步包含一第三轉動件，該第三轉動件與該第二樞軸具有相同之轉動中心，且該第三轉動件靠近該第二轉動件，該纜繩環繞該第三轉動構件。
8. 一種可調式燈架，包含：一第一支架；一主支架，利用一第一樞軸與該第一支架樞接；一第一轉動件，該第一轉動件與該第一樞軸與具有 相同之轉動中心；一底座，利用一第二樞軸與該主支架樞接；一第二轉動件，設置於該底座上，該第二轉動件具有一第一位置及一第二位置；一纜繩，具有一第一端及一第二端，該第一端固定於該第一支架，該第二端固定於該第一位置，且該纜繩分別環繞該第一轉動件及該第二轉動件之外緣；以及一彈性元件，一端固定於該第二位置，另一端固定於該底座上；其中，該第一支架可於一角度範圍內轉動，該角度範圍在0度~180度之間，該第一轉動件隨著該第一支架轉動，該第二轉動件隨著該第一轉動件轉動，該彈性元件透過該纜繩對該第一轉動件產生一第一力矩，該第一力矩支撐該第一支架致使該第一支架平衡於一特定角度。
9. 如申請專利範圍第8項所述之可調式燈架，其中該第一轉動件具有一第一轉動半徑，該第二轉動件具有一第二轉動半徑，該第一轉動半徑大致等於該第二轉動半徑。
10. 如申請專利範圍第9項所述之可調式燈架，其中當該第一轉動件轉動一第一角度時，該第二轉動件轉動一第二角度，該第一角度大致等於該第二角度。
11. 如申請專利範圍第8項所述之可調式燈架，其中當 該第一支架平衡於一水平線上時，該第一力矩達到一最大值。
12. 如申請專利範圍第8項所述之可調式燈架，其中該第二轉動件進一步包含：一第一齒輪，固定於該底座，該第一位置係位於該第一齒輪上；以及一第二齒輪，固定於該底座並咬合該第一齒輪，該第二位置係位於該第二齒輪上。
13. 如申請專利範圍第8項所述之可調式燈架，進一步包含一第三轉動件，該第三轉動件與該第二樞軸具有相同之轉動中心，且該第三轉動件靠近該第二轉動件，該纜繩纏繞該第三轉動構件。